Войти
Закрыть

Еволюція людини

9 Клас

Еволюція приматів, що привела до виникнення сучасних людей, розпочалася наприкінці крейдового періоду, приблизно 70 млн років тому. Перші примати, такі як пургаторіус, були невеличкими тваринами, які за зовнішнім виглядом нагадували мишей (рис. 45.1). Однак уже тоді в них були закладені особливості будови та поведінки, що визначили подальшу еволюцію приматів. На відміну від інших тогочасних ссавців, вони вели переважно деревний спосіб життя, поєднаний зі стрибанням із гілки на гілку. Крім того, перші примати були активніші в денний час і в пошуках їжі орієнтувалися більше на зір, ніж на нюх. Саме тому зараз примати мають гарний кольоровий зір (на відміну від більшості ссавців), добре визначають відстань між об’єктами (важливо під час стрибання з гілки на гілку), а також мають хапальну кисть — нею можна зачепитися за гілку під час приземлення. Треба також зазначити, що в раціоні ранніх приматів переважали фрукти — доволі калорійна їжа, їх треба з’їсти не так багато, щоб насититися. Отже, на харчування вони витрачали небагато часу, на відміну, скажімо, від корови, яка змушена їсти траву весь день. Вивільнений час сприяв розвитку соціальної поведінки. Приблизно 25 млн років тому з’явилися перші людиноподібні мавпи — проконсули, що мешкали в Африці в дощових тропічних лісах (рис. 45.2). Але близько 12 млн років тому сталася глобальна зміна клімату: він став сухішим, а безкраї тропічні ліси змінилися трав’яними саванами. Частина людиноподібних мавп продовжила жити в залишках екваторіальних лісів — серед їхніх нащадків є сучасні шимпанзе та горили. А інша група людиноподібних мавп пристосувалася до життя в саванах. При цьому вони перейшли до пересування на двох ногах — такий спосіб виявився для приматів зручнішим, адже вони тепер жили на відкритій місцевості. Австралопітеки поєднували ознаки мавп і людей Австралопітеки з’явилися в Африці приблизно 7 млн років тому. Вони були перехідною формою тому, що поєднували в собі ознаки будови людиноподібних мавп і людей (рис. 45.3). Будова їхнього черепа була більш «мавпячою», тоді як решта скелета більш прогресивна та адаптована до двоногого переміщення. Насправді перші австралопітеки не були повною мірою прямоходячими: вони могли ходити і на двох ногах, і на чотирьох кінцівках, а також лазити по деревах....
0 Переглянути

Докази еволюції

9 Клас

Палеонтологія — це наука, що вивчає викопні організми, які населяли нашу планету в минулому. Основним завданням палеонтології є реконструкція зовнішності, а також особливостей поведінки, фізіології та екології вимерлих організмів. Історія Землі налічує приблизно 4,54 млрд років. Саме тоді в результаті спресовування космічного пилу, що оточував Сонце, сформувалася планета Земля. Вважають, що перші живі організми з’явилися на молодій Землі близько 3,8 млрд років тому в епоху, що має назву архейський еон. Протягом мільярдів років життя було представлено одноклітинними без’ядерними організмами. А перші достовірні знахідки останків багатоклітинних організмів датуються приблизно 1,2 млрд років тому та належать періоду вже наступного еону — протерозою1. Приблизно 540 млн років тому розпочалася нова епоха розвитку життя на Землі — фанерозойський еон, або епоха «явного» життя. Фанерозой прийнято поділяти на три ери: палеозойську, мезозойську та кайнозойську. У палеозойську еру виникають і розвиваються хребетні тварин, з’являються перші наземні рослини, слідом за ними на суходіл «виходять» комахи та амфібії. Кінець палеозою ознаменувався появою голонасінних рослин і рептилій, а також наймасовішим вимиранням живих організмів за всю історію Землі. У мезозої спостерігається розквіт рептилій, поява величезного різноманіття динозаврів, птерозаврів, іхтіозаврів, плезіозаврів та інших2. З’являються квіткові рослини, птахи та ссавці. Наступна ера — кайнозойська — позначилася розквітом ссавців і птахів. Варто пам’ятати, що кайнозойська ера триває і ми в ній живемо. Зміну епох і періодів можна представити у вигляді геохронологічної шкали (табл. 44.1)....
0 Переглянути

Механізми видоутворення

9 Клас

Щодня ми стикаємося з поняттям виду. Ми намагаємося розрізнити види птахів на шкільному подвір’ї, квіти на лузі, риб в акваріумі. Кожен вид має свої характерні біологічні особливості, по-різному може допомагати людині. Погодьтеся, дуже важливо вміти відрізняти отруйний гриб від їстівного. Проте зовсім не завжди очевидно, як визначити межі між видами. Раніше для визначення виду використовували різні критерії: спільна територія проживання (географічний), однакові пристосування до умов навколишнього середовища (екологічний), схожість хімічного складу й обміну речовин (біохімічний), особливості анатомії та зовнішнього вигляду (морфологічний). Але поняття виду, засноване на таких критеріях, не завжди задовільне. Наприклад, люди, попри різні колір шкіри, розріз очей, форму черепа, належать до одного виду — Людина розумна (Homo sapiens)1. А от деякі види вівчариків настільки схожі між собою, що відрізнити їх за зовнішнім виглядом може тільки фахівець (рис. 43.1). Однак ми можемо впевнено стверджувати, що ці птахи належать до різних видів. То яким же має бути критерій, що дасть змогу виокремлювати види? У цьому параграфі ми наведемо визначення біологічного виду, найбільш містке та зручне для використання в біології. Біологічний вид — це популяція чи група популяцій, члени яких можуть схрещуватися між собою й давати плідне потомство, але не здатні схрещуватися й давати плідне потомство з членами інших подібних груп. Застосувавши це визначення до людини, ми виявимо, що всі люди є представниками одного виду, оскільки міжрасові шлюби можливі й у цих шлюбах народжуються здорові діти. А вівчарик-ковалик не схрещується з вівчариком весняним, отже, ці птахи належать до різних біологічних видів....
0 Переглянути

Еволюційні фактори

9 Клас

У попередньому параграфі ми ознайомилися з таким поняттям, як природний добір — процес, що забезпечує виживання найбільш пристосованих індивідів та передавання ними своїх ознак нащадкам. У синтетичній теорії еволюції природний добір розглядають як єдину причину розвитку адаптацій, а також одну з головних рушійних сил еволюції. Під адаптацією мається на увазі вироблена в процесі еволюції здатність організму до виживання в природному середовищі. Природний добір зумовлює еволюційні зміни лише за наявності спадкової мінливості Природний добір може по-різному проявлятися в різних ситуаціях. Еволюційні біологи виокремлюють різні форми природного добору. Розглянемо, як природний добір може діяти на поширеність у популяції такої кількісної ознаки, як маса тіла. Як ви вже знаєте з § 36, розподіл ознаки серед особин у популяції зазвичай виглядає як на рисунку 42.1. Насамперед зупинимося на дуже важливому компоненті — спадковій мінливості, яка надзвичайно потрібна для еволюції. Нехай у нас є однорідна популяція, усі особини гомозиготні за геном, відповідальним за визначення маси тіла, тобто мають генотип аа. Однак розподіл фенотипів у популяції буде схожим на той, що зображено на рисунку 42.1. Відмінності в масі тіла в цих особин визначаються не спадковою, а модифікаційною мінливістю: хтось важить більше, хтось — менше. Нехай потім у якийсь момент приходить хижак і з’їдає всіх особин із масою, нижчою за середню (вони, наприклад, не можуть себе добре захистити). У такий спосіб відбувається процес добору. Розподіл фенотипів у цій групі зміниться, змістившись у бік «важчих» особин (рис. 42.2). Така зміна розподілу фенотипів у популяції аналогічна дії так званого рушійного добору. Подивимося тепер, як зміниться розподіл фенотипів у наступному поколінні, якщо дати «важчим» особинам, що залишилися, схрещуватися між собою. Виявиться, що розподіл не зміниться й матиме точно таку саму форму, яка була в материнської популяції до добору! Адже всі особини — гомозиготи, отже, форма розподілу визначається тільки неспадковою мінливістю. Скільки б не тривав добір, кожне нове покоління у вихідному стані матиме дзвоноподібний розподіл фенотипів з тією ж самою середньою масою: хтось завжди виростатиме «важчим», а хтось «легшим». Тому без наявності спадкової мінливості неможливо «розпочати» еволюційний процес....
0 Переглянути

Розвиток еволюційних поглядів

9 Клас

Здавна люди намагалися пояснити спостережуване різноманіття життя. У XVIII столітті практично всі вчені дотримувалися креаціоністських поглядів, тобто були упевнені в тому, що життя на Землі було створено вищими силами. Проте й ці науковці поділилися на два табори. Одні з них вважали, що всі живі організми створені такими, які вони є зараз, і з моменту творення не змінювалися. Друга, прогресивніша, група припускала, що види змінюються з плином часу й сучасні види є нащадками більш давніх. Серед них варто зазначити Еразма Дарвіна (діда Чарльза Дарвіна), Йоганна Вольфґанґа фон Ґете та Дені Дідро. Але на той час ще не була розроблена теорія, яка б пояснювала причини та механізми подібних змін. Першою теорією, що спробувала пояснити походження видів живих істот, була еволюційна теорія Жана Батиста Ламарка. Ламарк припускав, що всім живим організмам властиве «прагнення до досконалості» — бажання стати кращими та складнішими. Людина, на «безпристрасну» думку Ламарка, була найуспішнішою в цій нелегкій справі. Згідно з його теорією, живий організм може натренувати якийсь орган, а потім передати цю ознаку своїм нащадкам у покращеному вигляді. Тобто якщо ви щодня займатиметесь у спортзалі, то ваші діти будуть сильнішими, — приблизно так розмірковував Ламарк. Предок жирафи протягом багатьох поколінь тягнув шию, аби дістатися листя на гілках дерев. У результаті шия тренувалася та видовжувалась із кожним поколінням, що й привело до появи сучасної жирафи (рис. 41.1). Тут варто зауважити, що до теорії Ламарка поставала низка запитань. Наприклад, як з її допомогою пояснити появу панцира в черепахи? Ламарк дав сміливу відповідь: черепаха виростила собі панцир силою волі. Чому, якщо всі організми намагаються стати складнішими, усе ще існують бактерії? Ламарк відповідав: життя безперервно зароджується з неживої матерії, сучасні бактерії з’явилися зовсім нещодавно й ще не встигли розвинутися в щось складніше....
0 Переглянути

Популяція

9 Клас

Популяція — це сукупність особин одного біологічного виду, певною мірою ізольована від інших подібних сукупностей. Під словами «певною мірою» мається на увазі, що схрещування між особинами, що належать до однієї популяції, більш імовірне, ніж схрещування між особинами з різних популяцій. Пояснимо сказане прикладом. Припустімо, що є два озера, у яких мешкає певний вид риб (рис. 40.1). Ці озера не з’єднані одне з одним, тому риби, що населяють їх, не можуть схрещуватись між собою. Тоді ми можемо стверджувати, що в кожному озері існує своя популяція. Такі популяції, особини яких не можуть схрещуватися між собою, називають репродуктивно ізольованими. У природі ситуація зазвичай складніша. Між популяціями є певний обмін особинами, але його рівень не перевищує якогось критичного значення. При цьому ймовірність схрещування особин, що належать до різних популяцій, менша, ніж імовірність схрещування особин усередині однієї популяції. Припустімо тепер, що між нашими озерами є невеличкий канал, яким риби можуть плавати (рис. 40.2). Тоді відбуватиметься схрещування особин, народжених у різних озерах. Але якщо ймовірність того, що риба знайде собі партнера зі свого озера, вища за ймовірність знайти партнера з іншого озера, то можна говорити про наявність двох популяцій. А от якщо ці ймовірності однакові, тоді обидва озера населені однією популяцією риб....
0 Переглянути

Сучасні методи генетики

9 Клас

Класичні методи генетичних досліджень, описані в попередньому параграфі, не розглядають молекулярні механізми функціонування спадкового матеріалу. Тому ці методи можуть передбачити лише ймовірність появи деяких генетичних порушень. А чи виникла нова мутація та де — з їхньою допомогою визначити неможливо. Для цього потрібні зовсім інші методи — молекулярно-біологічні та цитогенетичні. Саме вони безпосередньо досліджують структуру й роботу генів на молекулярному та клітинному рівнях. Із § 37 ми дізналися, що багато генетичних захворювань людини пов’язані з хромосомними аномаліями. У разі таких захворювань для з’ясування діагнозу потрібен аналіз каріотипу — каріотипування. Для цього здійснюють виділення хромосом з окремих клітин людини, їх фарбування й ідентифікацію. Під дією хімічних барвників хромосоми набувають смугастого забарвлення, при цьому кожна хромосома має свою унікальну послідовність смуг. Таке фарбування хромосом дає змогу розподілити їх за парами, а також виявити ті чи ті аномалії в їхній будові або кількості (рис. 37.6, Б; 37.7). Дуже часто каріотипування використовують під час пренатальної діагностики. Її проводять до пологів з метою виявлення тих чи тих генетичних відхилень у зародка ще на стадії внутрішньоутробного розвитку. Для цього лікарі здійснюють забір клітин ембріона, а потім каріотипують їх. Самого ембріона під час процедури торкатися не можна, щоб не нашкодити його розвитку. Тому для аналізу беруть або клітини ембріональної частини плаценти, або навколоплідну рідину (рис. 39.1). Клітини плаценти мають каріотип ембріона, а до навколоплідної рідини потрапляє невеличка кількість клітин, що «відпали» від зародка. Перший метод складніший, але він доступний на більш ранніх стадіях вагітності порівняно з другим. А другий метод простіший у реалізації, однак вимагає додаткового часу для нарощування клітинної маси, потрібної для каріотипування....
0 Переглянути

Класичні методи генетики

9 Клас

Першим методом генетичних досліджень, що його запровадив сам Мендель, є метод схрещувань. Сутність цього методу, з яким ви вже ознайомились у попередніх параграфах, полягає в схрещуванні індивідів із певним фенотипом з метою отримання потомства. Після цього роблять аналіз розподілення фенотипів потомства, а на його підставі — висновок про характер успадкування ознаки. Саме в такий спосіб було встановлено основні закони генетики — закони Менделя та закони зчепленого успадкування. Однак метод схрещувань не втратив своєї актуальності, його й досі використовують учені для встановлення характеру успадкування тієї чи тієї ознаки. Метод схрещування дуже зручний для вивчення успадкування ознак у тварин і рослин, але непридатний для дослідження людини. Проте важливість проведення таких досліджень не викликає сумніву. Тому для таких досліджень використовують інші методи. Один із них — генеалогічний метод, що полягає в аналізі родоводів. Розглянемо, як, аналізуючи родовід, можна дійти висновку про характер успадкування ознаки. Найвідоміший приклад наслідування генетичних захворювань — це успадкування гемофілії в потомків королеви Вікторії (рис. 38.1). Нагадаємо, що гемофілія — це спадкове захворювання, що виявляється в порушенні згортання крові. Шлюби дев’ятьох дітей Вікторії з представниками європейських королівських родин дали підставу називати її «бабусею Європи». Загалом у королеви Вікторії було 42 онуки та 85 правнуків1. Із плином часу з’ясувалося, що багато нащадків королеви страждають на гемофілію. При цьому простежується дивна закономірність: хворіли лише чоловіки, навіть якщо обоє батьків були здорові....
0 Переглянути

Мутації та хвороби

9 Клас

На відміну від комбінативної мінливості, у випадку мутаційної мінливості відбувається зміна самого носія генетичної інформації, що спричиняє виникнення нових алелів, зміну кількості генів у геномі чи зміну послідовності генів у хромосомах. Нині під терміном мутація розуміють будь-які зміни генетичного матеріалу, які можуть бути передані спадково. Мутації неминуче виникають у результаті помилок реплікації. Такі мутації називають спонтанними, про їх появу та виправлення йшлося в § 21. Інша група мутацій виникає під впливом хімічних речовин чи опромінювання. Ці мутації отримали назву індукованих, а чинники, що їх зумовлюють, називають мутагенними, або просто мутагенами. Хімічні мутагени, такі як фенол, формальдегід, наркотичні речовини та компоненти тютюнового диму, порушують процес реплікації чи безпосередньо змінюють нуклеотиди в ДНК. Інтенсивне опромінювання також призводить до зміни послідовностей нуклеотидів, розриву чи злиття цілих хромосом. Мутації зручно класифікувати за тими рівнями організації генетичного матеріалу, на яких вони відбуваються. Отож мутації за масштабом змін можна розділити на точкові (генні), хромосомні та геномні. Генні (точкові) мутації можуть призводити до помітних наслідків Генні, або точкові, мутації передбачають зміни ДНК на рівні окремих генів. Це може бути заміна, а також втрата чи вбудовування нуклеотидів. Деякі точкові мутації називають мовчазними. Мовчазні мутації виникають у некодувальних ділянках ДНК (наприклад, в інтронах або в міжгенних ділянках). Багато мовчазних мутацій трапляється й у ділянках ДНК, що кодують білок. Якщо в результаті точкової мутації триплет ТГТ буде замінений на ТГЦ, то амінокислотна послідовність білка не зміниться, оскільки обидва триплети кодують цистеїн. Така мутація буде мовчазною. А якщо триплет ТГТ буде замінений на ТГГ, то на місці цистеїну в амінокислотному ланцюгу білка стоятиме триптофан. Якщо ТГТ буде змінений на ТГА, то виникне стоп-кодон. На цьому місці синтез амінокислотного ланцюжка буде припинений і утвориться вкорочений білок....
0 Переглянути

Мінливість

9 Клас

У природі неможливо знайти два абсолютно однакові організми. Причиною цього є мінливість, тобто здатність організму набувати нових ознак. Мінливість — обов’язкова характеристика індивідуального розвитку організму. Відмінності, що виникають між організмами, залежать від унікальної комбінації зовнішніх і внутрішніх чинників, які діють на організми. Такі чинники довкілля, як температура, режим харчування, кількість сонячного світла, можуть значно мірою впливати на будову організму. Вони визначають неспадкову, або модифікаційну, мінливість. Навіть генетично ідентичні організми, наприклад однояйцеві близнюки, мають певні відмінності в масі, розвитку м’язів, зрості тощо. Із двох близнюків, що виконують фізичні вправи, вищим на зріст буде той, хто щодня підтягується, а не той, який щодня піднімає штангу. Забарвлення пір’я у фламінго залежить від їхнього раціону. У природі фламінго харчуються планктонними рачками, що містять червоний пігмент лютеїн, тому їхнє пір’я забарвлене в червоний або рожевий колір. У зоопарку цих птахів можуть годувати їжею без лютеїну, через що їхнє пір’я світлішає. Проте це зовсім не є хворобою. Треба зазначити, що багато кількісних ознак (тобто таких, що їх можна виміряти), як-от зріст, розмір частин тіла чи маса, можуть варіюватися. Якщо ми побудуємо графік розподілу значень ознаки в особин однієї популяції, то побачимо, що такий розподіл має форму дзвона (рис. 36.1). Отриманий графік називають варіаційною кривою. Ви можете самостійно отримати подібний розподіл, вимірявши, наприклад, зріст усіх учнів одного віку в школі та побудувавши графік. При цьому ознаки набувають значень у межах деякого інтервалу, який називають нормою реакції. Норма реакції для різних ознак має різну ширину. Також ми виявимо, що в більшості особин ознака набуває значень навколо якогось середнього значення....
0 Переглянути
Вперед
1 ... 182 183 184 185 186 187 188 189 190 ... 343
Назад

Навігація