Mamontov Zakharov obecná biologie číst online. Obecná biologie

V. B. Zakharov, S. G. Mamontov, N. I. Sonin, E. T. Zakharova

Biologie. Obecná biologie. Pokročilá úroveň. 11. třída

Předmluva

Drazí přátelé!

Pokračujeme ve studiu základů obecných biologických znalostí, které jsme zahájili v 10. třídě. Objekty naší pozornosti budou etapy historického vývoje živé přírody - evoluce života na Zemi a utváření a vývoj ekologických systémů. Ke studiu těchto nejdůležitějších otázek budete plně potřebovat znalosti získané v loňském roce, protože vývojové procesy jsou založeny na zákonech dědičnosti a proměnlivosti. Zvláštní pozornost je v učebnici věnována genetickým mechanismům evoluce, analýze vztahů mezi organismy a podmínkám udržitelnosti ekologických systémů.

Není přehnané říci, že za posledních padesát let se biologie vyvíjela znatelně rychleji než všechny ostatní vědy. Revoluce v biologii začala v 50. a na počátku 60. let. století, kdy vědci po mnoha práci a úsilí konečně dokázali pochopit hmotnou podstatu dědičnosti. Dekódování struktury DNA a genetického kódu bylo zpočátku vnímáno jako řešení Hlavního tajemství života. Historie ale ukázala, že velké objevy z poloviny minulého století neposkytly konečné odpovědi na všechny otázky, kterým biologie čelí. Ti, slovy slavného vědce a popularizátora vědy d.b. n. A.V. Markov, se stal spíše magickým „zlatým klíčem“, který otevřel tajemné dveře, za nimiž byly objeveny nové labyrinty neznáma.

Proud nových objevů nevysychá ani dnes. Je tolik nových poznatků, že téměř všechny pracovní hypotézy, zobecnění, pravidla, zákony musí být neustále revidovány a vylepšovány. Klasické koncepty jsou však zřídka zcela zavrženy. Obvykle mluvíme o rozšířeních a objasnění limitů jejich aplikace; stejně jako např. ve fyzice teorie relativity newtonovský obraz světa vůbec nezrušila, ale zpřesnila, doplnila a rozšířila.

Evoluce je vědecký fakt. V tomto ohledu jsou biologové celkem jednomyslní; Kromě toho se považuje za nutné uvažovat o jakýchkoli biologických otázkách v různých oblastech vědění prizmatem evolučního učení. To, že evoluce probíhá z přirozených důvodů spontánně, bez kontroly inteligentních sil, je obecně uznávaná, dobře fungující hypotéza, jejíž zamítnutí je vysoce nežádoucí, protože by živou přírodu do značné míry učinil nepoznatelnou. Detaily, mechanismy, hybné síly, zákonitosti, cesty evoluce – to jsou dnes hlavní předměty výzkumu biologů.

Jaký je souhrn myšlenek o evoluci akceptovaných dnešní vědeckou komunitou? Často se tomu říká „darwinismus“, ale na původní Darwinovo učení již bylo překryto tolik objasnění, dodatků a reinterpretací, že takový název jen mate. Někdy se snaží tuto totalitu ztotožňovat se syntetickou evoluční teorií (STE). Další vývoj evoluční biologie nevyvrátil výdobytky minulosti, nedošlo k žádnému „kolapsu darwinismu“, o kterém rádi mluví novináři a spisovatelé daleko od biologie, nicméně následné objevy výrazně změnily naše představy o procesu evoluce. To je normální proces vědeckého vývoje, jak by měl být.

Spektrum problematiky, se kterou se v 11. třídě seznámíte, je velmi široké, ale ne všechny jsou v učebnici podrobně zpracovány. Pro důkladnější studium některých biologických problémů je na konci knihy uveden seznam doplňkové literatury. Navíc nejsou známy nebo plně prozkoumány všechny zákonitosti, protože složitost a rozmanitost života jsou tak velké, že některým jeho jevům teprve začínáme rozumět, zatímco jiné na studium teprve čekají.

Při práci s učebnicí neustále vyhodnocujte svůj pokrok. Jste s nimi spokojeni? Co nového se naučíte při studiu nového tématu? Jak vám mohou být tyto znalosti užitečné v každodenním životě? Pokud se vám některá látka zdá obtížná, požádejte o pomoc svého učitele nebo použijte referenční knihy a internetové zdroje. Seznam doporučených internetových stránek naleznete na konci učebnice.

Autoři vyjadřují vděčnost akademikovi Ruské akademie lékařských věd, profesoru V. N. Yaryginovi za podporu jejich tvůrčího úsilí, Yu. P. Daškevičovi a profesoru A. G. Mustafinovi za cenné připomínky, které učinili při přípravě tohoto vydání učebnice.

Laureát prezidentské ceny za vzdělání, akademik Ruské akademie přírodních věd, profesor V. B. Zacharov

Oddíl 1. Nauka o vývoji organického světa

Svět živých organismů má řadu společných rysů, které v lidech vždy vzbuzovaly pocit úžasu. Zaprvé je to mimořádná složitost struktury organismů, zadruhé zřejmá účelnost neboli adaptivní povaha mnoha rysů a zatřetí obrovská rozmanitost forem života. Otázky, které tyto jevy vyvolávají, jsou zcela zřejmé. Jak vznikly složité organismy? Pod vlivem jakých sil se utvářely jejich adaptivní vlastnosti? Jaký je původ rozmanitosti organického světa a jak se udržuje? Jaké místo zaujímá člověk v organickém světě a kdo jsou jeho předkové?

Ve všech staletích se lidstvo snažilo najít odpovědi na zde uvedené otázky a mnoho dalších podobných otázek. V předvědeckých společnostech vyústila vysvětlení v legendy a mýty, z nichž některé sloužily jako základ pro různá náboženská učení. Vědecký výklad je vtělen do evoluční teorie, které je věnována tato část.

Kapitola 1. Vzorce vývoje živé přírody. Evoluční doktrína

Všechno je a není, protože, ačkoli přijde okamžik, kdy to existuje, okamžitě to přestává být... ​​Totéž je mladé a staré, mrtvé a živé, pak se to mění v toto, toto, měnící se, stává se znovu tématy

Herakleitos

Hlavní dílo Charlese Darwina, „Původ druhů“, které radikálně změnilo myšlenku živé přírody, se objevilo v roce 1859. Této události předcházelo více než dvacet let práce na studiu a pochopení bohatého faktografického materiálu shromážděného oběma Darwiny. sebe a další vědce. V této kapitole se seznámíte se základními premisami evolučních myšlenek a první evoluční teorií J. B. Lamarcka; Dozvíte se o teorii umělého a přirozeného výběru Charlese Darwina, stejně jako o moderních představách o mechanismech a rychlosti speciace.

V současnosti je popsáno více než 600 tisíc rostlin a nejméně 2,5 milionu živočišných druhů, asi 100 tisíc druhů hub a více než 8 tisíc prokaryot a také až 800 typů virů. Na základě poměru popsaných a dosud neidentifikovaných moderních druhů živých organismů vědci vycházejí z předpokladu, že v moderní flóře a fauně je zastoupeno asi 4,5 milionu druhů organismů. Vědci navíc s využitím paleontologických a některých dalších dat spočítali, že za celou historii Země na ní žila nejméně 1 miliarda druhů živých organismů.

Uvažujme, jak si v různých obdobích lidských dějin lidé představovali podstatu života, rozmanitost živých věcí a vznik nových forem organismů.

1.1. Historie představ o vývoji života na Zemi

První pokus o systematizaci a zobecnění nashromážděných znalostí o rostlinách a zvířatech a jejich životní činnosti učinil Aristoteles (IV. století př. n. l.), ale dlouho před ním, v literárních památkách různých národů starověku, bylo předloženo mnoho zajímavých informací. o organizaci živé přírody, týkající se především agronomie, chovu zvířat a lékařství. Samotné biologické znalosti sahají do starověku a jsou založeny na přímé praktické činnosti lidí. Ze skalních maleb kromaňonského člověka (13 tisíc let př. n. l.) lze zjistit, že již v té době lidé jasně rozlišovali velké množství zvířat, která sloužila jako předmět jejich lovu.

1.1.1. Starověké a středověké představy o podstatě a vývoji života

Ve starověkém Řecku v 8.–6. před naším letopočtem E. v hlubinách holistické filozofie přírody vznikly první základy starověké vědy. Zakladatelé řecké filozofie Thales, Anaximander, Anaximenes a Herakleitos hledali materiální zdroj, ze kterého vzešel svět díky přirozenému seberozvoji. Pro Thalese byla tímto prvním principem voda. Živé bytosti jsou podle učení Anaximandera tvořeny z neurčité hmoty - „apeironu“ podle stejných zákonů jako předměty neživé přírody. Třetí iónský filozof Anaximenes považoval za hmotný původ světa vzduch, z něhož vše vzniká a do kterého se vše vrací. Také ztotožňoval lidskou duši se vzduchem.

Největším ze starověkých řeckých filozofů byl Hérakleitos z Efesu. Jeho učení neobsahuje zvláštní ustanovení o živé přírodě, ale mělo velký význam jak pro rozvoj veškeré přírodní vědy, tak pro utváření představ o živé hmotě. Hérakleitos byl první, kdo zavedl do filozofie a přírodní vědy jasnou myšlenku neustálých změn. Vědec považoval oheň za původ světa. Učil, že každá změna je výsledkem boje: "Všechno vzniká bojem a z nutnosti."

Velikost: px

Začněte zobrazovat ze stránky:

Přepis

2 Jekatěrina Timofeevna Zacharova Sergej Grigorievič Mamontov Vladimir Borisovič Zacharov Nikolaj Ivanovič Sonin Biologie. Obecná biologie. Úroveň profilu. Grade 11 Text poskytnutý držitelem autorských práv Biology. Obecná biologie. Úroveň profilu. 11. třída: učebnice. pro všeobecné vzdělání institucí/v. B. Zacharov, S. G. Mamontov, N. I. Sonin, E. T. Zacharova: Drop obecný; Moskva; 2013 ISBN Abstrakt Učebnice seznamuje žáky s nejdůležitějšími zákonitostmi živého světa. Dává představu o vývoji organického světa, vztahu mezi organismem a prostředím. Učebnice je určena studentům 11. ročníku všeobecně vzdělávacích institucí.

3 Obsah Předmluva Část 1. Nauka o vývoji organického světa Kapitola 1. Vzorce vývoje živé přírody. Evoluční doktrína 1.1. Historie představ o vývoji života na Zemi Antické a středověké představy o podstatě a vývoji života C. Linnéův systém organické přírody Vývoj evolučních představ. Evoluční teorie J.-B. Lamarck 1.2. Předpoklady pro vznik teorie Charlese Darwina Přírodovědné premisy teorie Charlese Darwina Materiál expedice Charlese Darwina 1.3. Evoluční teorie Charlese Darwina Doktrína Charlese Darwina o umělém výběru Doktrína Charlese Darwina o přirozeném výběru 1.4. Moderní představy o mechanismech a vzorcích evoluce. Mikroevoluční druhy. Kritéria a struktura Evoluční role mutací Genetická stabilita populací Genetické procesy v populacích Formy přirozeného výběru Adaptace organismů na podmínky prostředí jako výsledek přirozeného výběru Konec úvodního fragmentu

4 V. B. Zakharov, S. G. Mamontov, N. I. Sonin, E. T. Zakharova Biologie. Obecná biologie. Úroveň profilu. 11 třída 4

5 Předmluva Vážení přátelé! Pokračujeme ve studiu základů obecných biologických znalostí, které jsme zahájili v 10. třídě. Objekty naší pozornosti budou etapy historického vývoje živé přírody, evoluce života na Zemi a utváření a vývoj ekologických systémů. Ke studiu těchto důležitých otázek budete plně potřebovat znalosti získané v loňském roce, protože vývojové procesy jsou založeny na zákonech dědičnosti a proměnlivosti. Zvláštní pozornost je v učebnici věnována analýze vztahů mezi organismy a podmínkám udržitelnosti ekologických systémů. Výukový materiál v řadě oddílů byl výrazně rozšířen o představování obecných biologických zákonitostí jako nejobtížněji pochopitelných. Ostatní části poskytují pouze základní informace a pojmy. Spektrum problematiky, se kterou se v 11. třídě seznámíte, je velmi široké, ale ne všechny jsou v učebnici podrobně zpracovány. Pro podrobnější seznámení s určitou problematikou biologie je na konci učebnice uveden seznam doplňkové literatury. Navíc nejsou známy nebo plně prozkoumány všechny zákonitosti, protože složitost a rozmanitost života jsou tak velké, že některým jeho jevům teprve začínáme rozumět, zatímco jiné na studium teprve čekají. Vzdělávací materiál v knize je strukturován stejně jako v učebnici „Obecná biologie. 10. třída“ (V.B. Zacharov, S.G. Mamontov, N.I. Sonin). Autoři vyjadřují vděčnost M. T. Grigorievové za přípravu textu v angličtině, stejně jako Yu. P. Daškevičovi, profesoru N. M. Černovové a doktoru lékařských věd A. G. Mustafinovi za cenné připomínky, které vznesli při přípravě devátého vydání učebnice . Akademik Ruské akademie přírodních věd, profesor V. B. Zacharov 5

6 Oddíl 1. Nauka o evoluci organického světa Svět živých organismů má řadu společných rysů, které v lidech vždy vzbuzovaly pocit úžasu. Za prvé je to mimořádná složitost struktury organismů; za druhé, zřejmá účelnost neboli adaptivní povaha mnoha znaků; stejně jako obrovské množství forem života. Otázky, které tyto jevy vyvolávají, jsou zcela zřejmé. Jak vznikly složité organismy? Pod vlivem jakých sil se utvářely jejich adaptivní vlastnosti? Jaký je původ rozmanitosti organického světa a jak se udržuje? Jaké místo zaujímá člověk v organickém světě a kdo jsou jeho předkové? Ve všech staletích se lidstvo snažilo najít odpovědi na zde uvedené otázky a mnoho dalších podobných otázek. V předvědeckých společnostech vyústila vysvětlení v legendy a mýty, z nichž některé sloužily jako základ pro různá náboženská učení. Vědecký výklad je ztělesněn v evoluční teorii, která je předmětem této části. Evoluce živého světa je chápána jako přirozený proces historického vývoje živé přírody od samotného vzniku života na naší planetě až po současnost. Podstata tohoto procesu spočívá jak v neustálém přizpůsobování živých věcí neustále se měnícím podmínkám prostředí, tak ve vzniku stále složitějších forem živých organismů. V průběhu biologické evoluce před 6

7 formování druhů, na tomto základě vznikají nové druhy; Neustále také dochází k mizení druhů a jejich vymírání. 7

8 Kapitola 1. Vzorce vývoje živé přírody. Evoluční učení: Všechno je a není, protože ačkoli přijde okamžik, kdy to existuje, pak to přestane být. Jeden a ten samý, mladý i starý, mrtvý i živý, pak se změní v toto, toto, měnící se, se opět stává tématem Hlavní dílo Hérakleita Charlese Darwina, „Původ druhů“, které radikálně změnilo myšlenku živé přírody, se objevilo v roce 1859. Této události předcházelo více než dvacet let práce na studiu a pochopení bohatého faktografického materiálu shromážděného oběma Darwin sám a další vědci. V této kapitole se seznámíte se základními premisami evolučních myšlenek, první evoluční teorií J.-B. Lamarck; dozvědět se o teorii umělého a přirozeného výběru Charlese Darwina; o moderních představách o mechanismech a rychlostech speciace. V současnosti je popsáno více než 600 tisíc rostlin a nejméně 2,5 milionu živočišných druhů, asi 100 tisíc druhů hub a více než 8 tisíc prokaryot a také až 800 typů virů. Na základě poměru popsaných a dosud neidentifikovaných moderních druhů živých organismů vědci vycházejí z předpokladu, že moderní faunu a flóru zastupuje asi 4,5 milionu druhů organismů. Vědci navíc s využitím paleontologických a některých dalších dat spočítali, že za celou historii Země na ní žila nejméně 1 miliarda druhů živých organismů. Uvažujme, jak si v různých obdobích lidských dějin lidé představovali podstatu života, rozmanitost živých věcí a vznik nových forem organismů Historie představ o vývoji života na Zemi První pokus o systematizaci a zobecnění nashromážděné znalosti o rostlinách a zvířatech a jejich životních činnostech prováděl Aristoteles (IV. století př. n. l.), ale dávno před ním obsahovaly literární památky různých starověkých národů mnoho zajímavých informací o organizaci živé přírody, zejména souvisejících do agronomie, chovu zvířat a medicíny. Samotné biologické znalosti sahají do starověku a jsou založeny na přímé praktické činnosti lidí. Ze skalních maleb kromaňonského člověka (13 tis. let př. n. l.) lze zjistit, že již v té době lidé jasně rozlišovali velké množství zvířat, která sloužila jako předměty jejich lovu.Starověké a středověké představy o podstatě a vývoji života Ve starověkém Řecku v VIII VI století před naším letopočtem E. v hlubinách holistické filozofie přírody vznikly první základy starověké vědy. Zakladatelé řecké filozofie Thales, Anaximander, Anaximenes a Herakleitos hledali materiální zdroj, ze kterého vzešel svět díky přirozenému seberozvoji. Pro Thalese byla tímto prvním principem voda. Živé bytosti jsou podle Anaximandrova učení tvořeny z neurčité hmoty „apeironu“ podle stejných zákonů jako předměty neživé přírody. Jónský filozof Anaximenes 8

9 považoval za hmotný původ světa vzduch, z něhož vše vzniká a do kterého se vše vrací. Také ztotožňoval lidskou duši se vzduchem. Největším ze starověkých řeckých filozofů byl Hérakleitos z Efesu. Jeho učení neobsahovalo zvláštní ustanovení o živé přírodě, ale mělo velký význam jak pro rozvoj veškeré přírodní vědy, tak pro utváření představ o živé hmotě. Hérakleitos byl první, kdo zavedl do filozofie a přírodní vědy jasnou myšlenku neustálých změn. Vědec považoval oheň za původ světa; učil, že každá změna je výsledkem boje: "Všechno vzniká bojem a z nutnosti." Vývoj představ o živé přírodě byl značně ovlivněn výzkumem a spekulativními koncepty dalších starověkých vědců: Pythagora, Empedokla, Démokrita, Hippokrata a mnoha dalších (viz 2. kapitola učebnice „Obecná biologie. 10. ročník“). Ve starověkém světě byly shromažďovány informace o živé přírodě, které byly na tehdejší dobu četné. Aristoteles se zabýval systematickým studiem zvířat, popsal více než 500 druhů zvířat a seřadil je do určitého pořadí: od jednoduchých po stále složitější. Sekvence přírodních těl nastíněná Aristotelem začíná anorganickými těly a pokračuje přes rostliny k přichyceným živočišným houbám a ascidiánům a poté k pohyblivým mořským organismům. Aristoteles a jeho studenti také studovali stavbu rostlin. Ve všech tělesech přírody rozlišoval Aristoteles dvě stránky: hmotu, která má různé možnosti, a podobu duše, pod jejímž vlivem se tato možnost hmoty realizuje. Rozlišoval tři typy duší: rostlinnou neboli vyživující, vlastní rostlinám a zvířatům; cit, charakteristický pro zvířata, a rozum, který je kromě prvních dvou obdařen pouze člověkem. Po celý středověk byla Aristotelova díla základem představ o živé přírodě. Se vznikem křesťanské církve v Evropě se šíří oficiální názor založený na biblických textech: vše živé je stvořeno Bohem a zůstává nezměněno. Tento směr ve vývoji biologie ve středověku se nazývá kreacionismus (z lat. creatio vytvoření, stvoření). Charakteristickým rysem tohoto období je popis existujících druhů rostlin a živočichů, pokusy o jejich klasifikaci, které byly z velké části čistě formálního (abecedního) nebo aplikačního charakteru. Bylo vytvořeno mnoho systémů klasifikace zvířat a rostlin, ve kterých byly za základ libovolně brány individuální vlastnosti. Zájem o biologii vzrostl během éry velkých geografických objevů (15. století) a rozvoje komerční produkce. Intenzivní obchod a objevování nových zemí rozšířilo informace o zvířatech a rostlinách. Z Indie a Ameriky byly do Evropy přivezeny nové rostliny: skořice, hřebíček, brambory, kukuřice a tabák. Botanici a zoologové popsali mnoho nových, dříve neviděných rostlin a živočichů. Pro praktické účely naznačili, jaké prospěšné nebo škodlivé vlastnosti tyto organismy mají Linnéův systém organické přírody Potřeba organizovat rychle se hromadící znalosti vedla k potřebě je systematizovat. Vytvářejí se praktické systémy, ve kterých se rostliny a zvířata seskupují v závislosti na jejich přínosu pro člověka nebo škodě, kterou způsobují. Izolovaly se například léčivé rostliny, zahradní nebo zeleninové plodiny. Pojmy „hospodářská zvířata“ nebo „jedovatá zvířata“ byly použity k označení zvířat, která se velmi lišila ve struktuře a původu. Kvůli pohodlí se praktické třídění druhů používá dodnes. 9

10 Vědci se však nemohli spokojit s klasifikací živých organismů na základě užitečnosti. Hledali vlastnosti, které by umožnily sjednotit rostliny a živočichy do skupin na základě podobnosti ve struktuře a životní aktivitě. Zpočátku byla taxonomie založena na jednom nebo malém počtu náhodně vybraných znaků. Je jasné, že zcela nepříbuzné organismy spadaly do stejné skupiny. Po celé 16. a 17. století. Pokračovaly práce na popisu živočichů a rostlin a jejich systematizaci. K vytvoření přírodního systému se velkou měrou zasloužil vynikající švédský přírodovědec Carl Linné. Vědec popsal více než 8 000 druhů rostlin a přes 4 000 druhů zvířat, stanovil jednotnou terminologii a postup pro popis druhů. Podobné druhy seskupoval do rodů, podobné rody do řádů a řády do tříd. Svou klasifikaci tedy založil na principu hierarchie (tj. podřízenosti) taxonů (z řeckého taxis uspořádání, řád; jde o systematickou jednotku té či oné hodnosti). V Linnéově systému byla největším taxonem třída, nejmenším druh, varieta. To byl nesmírně důležitý krok k vytvoření přírodního systému. Linné zavedl použití binární (tj. dvojité) nomenklatury pro pojmenování druhů ve vědě. Od té doby se každý druh nazývá dvěma slovy: první slovo znamená rod a je společné všem druhům v něm zahrnutým, druhé slovo je skutečným druhovým jménem. S rozvojem vědy byly do systému zavedeny některé další kategorie: čeleď, podtřída atd., a kmen se stal nejvyšším taxonem. Ale princip budování systému zůstal nezměněn. Například systematické postavení kočky domácí lze popsat následovně. Kočka domácí (libyjská) je příslušníkem rodu malých koček čeledi kočkovitých šelem masožravého řádu savců podtypu obratlovců typu strunatců. Spolu s kočkou domácí patří do rodu malých koček evropská divoká lesní kočka, amurská lesní kočka, pralesní kočka, rys a některé další. Linné vytvořil na tu dobu nejdokonalejší systém organického světa, zahrnující v něm všechna tehdy známá zvířata a všechny známé rostliny. Jako velký vědec v mnoha případech správně kombinoval druhy organismů na základě podobnosti ve struktuře. Libovolnost při volbě znaků pro klasifikaci (u rostlin stavba tyčinek a pestíků; u zvířat stavba zobáku u ptáků, stavba zubů u savců) vedla Linného k řadě chyb. Linné si byl vědom umělosti svého systému a poukazoval na nutnost vyvinout přirozený systém přírody. Napsal: „Umělý systém slouží pouze do té doby, než se najde přirozený. Co to však znamenalo pro vědce 18. století? pojem „přirozený systém“? Jak je dnes známo, přírodní systém odráží původ zvířat a rostlin a je založen na jejich příbuznosti a podobnosti v souboru podstatných strukturních znaků. Během vlády náboženských představ vědci věřili, že druhy organismů byly vytvořeny nezávisle na sobě Stvořitelem a jsou neměnné. "Je tolik druhů," řekl Linné, tolik různých forem, které Všemohoucí vytvořil na počátku světa." Hledání přirozeného systému přírody proto znamenalo pro biology pokusy proniknout do plánu stvoření, který vedl Boha při stvoření všeho života na Zemi. Dokonalost struktury druhů, vzájemná korespondence vnitřních orgánů a přizpůsobivost podmínkám existence byly vysvětleny moudrostí Stvořitele. Ovšem mezi filozofy a přírodovědci 17. a 19. stol. Rozšířený byl i další systém představ o proměnlivosti organismů, vycházející z názorů některých starověkých vědců. Tento směr ve vývoji biologie se nazývá transformismus (z latinského transformo transformuji, transformuji). Zastánci transformismu byli tak vynikající vědci jako R. Hooke, J. La Mettrie, D. Diderot, J. Buffon, Erasmus 10

11 Darwin, J. W. Goethe a mnoho dalších. Transformisté připustili možnost účelnosti reakcí organismů na změny vnějších podmínek, ale neprokázali evoluční přeměny organismů. Vědecký výklad původu organické účelnosti podal až Charles Darwin Vývoj evolučních myšlenek. Evoluční teorie J.-B. Lamarck Přes převahu názorů na neměnnost živé přírody biologové nadále hromadili faktický materiál, který těmto představám odporoval. Objev mikroskopu v 17. století. a jeho aplikace v biologickém výzkumu značně rozšířila obzory vědců. Embryologie se formovala jako věda a vznikla paleontologie. Vědcem, který vytvořil první evoluční teorii, byl vynikající francouzský přírodovědec Jean-Baptiste Lamarck. Na rozdíl od mnoha svých předchůdců byla Lamarckova evoluční teorie založena na faktech. Myšlenka nestálosti druhů vznikla mezi vědci v důsledku hlubokého studia struktury rostlin a zvířat. Svými pracemi Lamarck výrazně přispěl k biologii. Samotný termín „biologie“ zavedl on. Při studiu taxonomie zvířat Lamarck upozornil na podobnost základních strukturních znaků u zvířat, která nepatřili ke stejnému druhu. Na základě podobností identifikoval Lamarck 10 tříd bezobratlých místo dvou Linnéových tříd (Hmyz a Červi). Mezi nimi dodnes přežily takové skupiny jako „korýši“, „pavoukovci“, „hmyz“, další skupiny „škeble“, „kroužkovití“ byly povýšeny do hodnosti typu. Známá nedokonalost Lamarckovy taxonomie je vysvětlena úrovní tehdejší vědy, ale její hlavní touhou je vyhnout se umělosti seskupení. Můžeme říci, že Lamarck položil základy přirozeného klasifikačního systému. Jako první nastolil otázku příčin podobností a rozdílů u zvířat. "Mohl bych zvážit řadu zvířat od nejdokonalejších po nejméně dokonalá," napsal Lamarck a nepokoušel se zjistit, na čem může tento tak pozoruhodný fakt záviset? Neměl jsem předpokládat, že příroda postupně vytvořila různá těla, stoupající od nejjednodušších po nejsložitější? Věnujme pozornost slovům „příroda stvořená“. Vědec si poprvé od dob Lukrécia troufá tvrdit, že to nebyl Bůh, kdo stvořil organismy různého stupně složitosti, ale příroda na základě přírodních zákonů. Lamarck přichází k myšlence evoluce. Jeho největší zásluha spočívá v tom, že jeho evoluční myšlenka je pečlivě rozpracována, podpořena četnými fakty, a proto se mění v teorii. Je založen na myšlence vývoje, postupného a pomalého, od jednoduchého ke složitému, a na úloze vnějšího prostředí při přeměně organismů. Ve svém hlavním díle, Philosophy of Zoology, vydaném v roce 1809, Lamarck poskytuje četné důkazy o variabilitě druhů. Mezi takové důkazy Lamarck zahrnuje změny pod vlivem domestikace zvířat a pěstování rostlin při přemisťování organismů do jiných biotopů s odlišnými životními podmínkami. Významnou roli při vzniku nových druhů přisuzuje Lamarck postupným změnám hydrogeologického režimu na povrchu Země a klimatickým podmínkám. Do analýzy biologických jevů tedy Lamarck zahrnuje dva nové faktory: čas a podmínky prostředí. Ve srovnání s mechanistickými představami zastánců neměnnosti druhů to byl velký krok vpřed. Jaké jsou však mechanismy variability organismů a vzniku nových druhů? jedenáct

12 Lamarck se domníval, že jsou dva: za prvé touha organismů zlepšovat se a za druhé přímý vliv vnějšího prostředí a dědičnost vlastností získaných během života organismu. Lamarckovy názory na mechanismus evoluce se ukázaly jako mylné. Způsoby adaptace živých organismů na prostředí a speciace o 50 let později odhalil Charles Darwin. Velká Lamarckova zásluha spočívá v tom, že vytvořil první teorii evoluce organického světa, zavedl princip historismu jako podmínku pro pochopení biologických jevů a jako hlavní důvod proměnlivosti druhů uvedl podmínky prostředí. Lamarckova teorie se od jeho současníků nedočkala uznání. V jeho době nebyla věda připravena přijmout myšlenku evolučních transformací; Časový rámec, o kterém Lamarck hovořil, miliony let, se zdál nepředstavitelný. Důkazy o příčinách variability druhů nebyly dostatečně přesvědčivé. Tím, že přidělil rozhodující roli v evoluci přímému vlivu vnějšího prostředí, cvičení a nepoužívání orgánů a dědění získaných vlastností, nedokázal Lamarck vysvětlit vznik adaptací způsobených „mrtvými“ strukturami. Například barva skořápky ptačích vajec je ve své podstatě jasně adaptivní, ale vysvětlit tuto skutečnost z pohledu Lamarckovy teorie není možné. Lamarckova teorie byla založena na myšlence spojené dědičnosti charakteristické pro celý organismus a každou jeho část. Myšlenka, že dědičnost je vlastností organismu jako celku, byla obnovena v dílech T. D. Lysenka. Objev podstaty dědičné DNA a genetického kódu však odstranil samotný předmět sporů. Lamarckismus a neolamarckismus se zhroutily samy od sebe. I když tedy představy o neměnnosti druhů nebyly otřeseny, pro jejich příznivce bylo stále obtížnější vysvětlovat další a další nové skutečnosti, které biologové objevili. V první čtvrtině 19. stol. Velký pokrok byl učiněn ve srovnávací anatomii a paleontologii. Velké úspěchy v rozvoji těchto oblastí biologie patří francouzskému vědci J. Cuvierovi. Studiem struktury orgánů obratlovců zjistil, že všechny orgány zvířete jsou součástí jednoho integrálního systému. Výsledkem je, že struktura každého orgánu přirozeně koreluje se strukturou všech ostatních. Žádná část těla se nemůže změnit bez odpovídajících změn v jiných částech. To znamená, že každá část těla odráží principy stavby celého organismu. Pokud tedy zvíře má kopyta, celá jeho organizace odráží býložravý životní styl: zuby jsou přizpůsobeny k mletí hrubé rostlinné potravy, čelisti mají určitý tvar, žaludek je vícekomorový, střeva jsou velmi dlouhá atd. d. Jsou-li k trávení masa využívána střeva zvířete, mají i ostatní orgány odpovídající stavbu: ostré zuby k trhání, čelisti k zachycení a držení kořisti, drápy k jejímu uchopení, pružná páteř usnadňující skákání atd. Korespondence stavby zvířecích orgánů Cuvier se navzájem nazýval principem korelací (korelativitou). Cuvier, vedený principem korelací, studoval kosti vyhynulých druhů a obnovil vzhled a životní styl těchto zvířat. Paleontologická data nevyvratitelně svědčila o změně živočišných forem na Zemi. Fakta odporovala biblické legendě. Zpočátku příznivci neměnnosti živé přírody vysvětlovali tento rozpor velmi jednoduše: ta zvířata, která Noe nevzal do své archy během potopy, vyhynula. Darwin později o takovém uvažování s ironií napsal ve svém deníku: „Teorie, podle které mastodont atd. vyhynul, protože dveře do Noemovy archy byly příliš úzké. Nevědecká povaha odkazů na biblickou potopu se ukázala, když byly zjištěny různé stupně starověku vyhynulých zvířat. Pak Cuvier předložil teorii katastrof. Podle této teorie byla příčina vyhynutí periodicky

Došlo ke 13 velkým geologickým katastrofám, které zničily zvířata a vegetaci na velkých plochách. Poté byla tato území osídlena druhy, které pronikly ze sousedních oblastí. Následovníci a studenti J. Cuviera, rozvíjející jeho učení, tvrdili, že katastrofy zasáhly celou zeměkouli. Po každé katastrofě následoval nový akt stvoření. Napočítali takových katastrof, a tedy aktů stvoření, 27. Teorie katastrof se rozšířila. Byli však vědci, kteří pochybovali o teorii, která podle Engelse „namísto jednoho aktu božského stvoření postavila celou řadu opakovaných aktů stvoření a učinila ze zázraku základní páku přírody“. Mezi tyto vědce patřili ruští biologové K. F. Roulier a N. A. Severtsov. Ekologické studie K. F. Rouliera a studium geografické variability druhů N. A. Severtsova je přivedly k myšlence na možnost příbuzenství mezi druhy a původu jednoho druhu z druhého. Díla N. A. Severtsova vysoce ocenil Charles Darwin. Debatu mezi přívrženci neměnnosti druhů a spontánními evolucionisty ukončila hluboce promyšlená a zásadně podložená teorie speciace vytvořená Charlesem Darwinem. Shrnutí Až do počátku 19. století se v biologii používaly převážně deskriptivní metody. Pozdější význačné úspěchy na poli přírodní historie určily potřebu teorií vysvětlujících procesy, které probíhají v přírodě. První takový pokus učinil v roce 1809 J.-B. Lamarck, který vytvořil teorii evoluce živých organismů. Velká zásluha jeho studií je spojena s tím, že jako základ pro pochopení všech biologických jevů navrhl historický princip a za hlavní důvod specifických variací považoval změny prostředí. Jeho představy o procesu evoluce se však ukázaly jako mylné. Mechanismy adaptace na prostředí v živých organismech, stejně jako formování druhů, objasnil Charles Darwin až o 50 let později. Pomocné body 1. V dávných dobách existovaly spontánní materialistické představy o živé přírodě. 2. Dominantními myšlenkami ve středověku bylo stvoření světa Stvořitelem a neměnnost živé přírody. 3. Lamarck považoval individuální organismus za evoluční jednotku. 4. Lamarck považoval veškerou živou přírodu za nepřetržitou řadu gradací měnících se od jednoduchých po složité formy. 5. Pokrok v oblasti paleontologie významně přispěl k rozvoji evolučních představ. Kontrolní otázky a úkoly 1. Jaký je praktický systém klasifikace živých organismů? 2. Jaký přínos měl C. Linné k biologii? 3. Proč se Linného systém nazývá umělý? 4. Uveďte hlavní ustanovení Lamarckovy evoluční teorie. 5. Jaké otázky nebyly v Lamarckově evoluční teorii zodpovězeny? 6. Co je podstatou korelačního principu J. Cuviera? Dát příklad. 13

14 7. Jaké jsou rozdíly mezi transformismem a evoluční teorií? Pomocí slovní zásoby nadpisů „Terminologie“ a „Shrnutí“ přeložte odstavce „Kotevní body“ do angličtiny. Terminologie Pro každý termín uvedený v levém sloupci vyberte odpovídající definici uvedenou v pravém sloupci v ruštině a angličtině. Vyberte správnou definici každého termínu v levém sloupci z anglických a ruských variant uvedených v pravém sloupci. Otázky k diskuzi Co se vědělo o živé přírodě ve starověku? Jak lze vysvětlit převahu myšlenek o neměnnosti druhů v 18. století? Jak Cuvier vysvětlil paleontologická data o změně živočišných forem na Zemi? Vysvětlete Cuvierovu teorii katastrof. Jak přispěl J.-B. k biologii? Lamarck? 14

15 1.2. Předpoklady pro vznik teorie Charlese Darwina Abychom plně docenili plný význam revoluce v biologické vědě, kterou Charles Darwin provedl, věnujme pozornost stavu vědy a sociálně-ekonomickým podmínkám první poloviny 19. století, kdy byla vytvořena teorie přírodního výběru Přírodní vědecké předpoklady pro teorii Charlese Darwina 19. století bylo obdobím objevování základních zákonů vesmíru. Do poloviny století bylo v přírodních vědách učiněno mnoho zásadních objevů. Francouzský vědec P. Laplace matematicky zdůvodnil teorii I. Kanta o vývoji Sluneční soustavy (viz kapitola 2 učebnice „Obecná biologie. 10. ročník“). Myšlenku rozvoje zavádí do filozofie G. Hegel. A. I. Herzen v „Letters on the Study of Nature“, publikované v roce 2006, nastínil myšlenku historického vývoje přírody od anorganických těl k člověku. Tvrdil, že v přírodních vědách mohou být skutečnými zobecněními pouze ty, které jsou založeny na principu historického vývoje. Byly objeveny zákony zachování energie a stanoven princip atomové struktury chemických prvků. V roce 1861 vytvořil A. M. Butlerov teorii struktury organických sloučenin. Uplyne trochu času a D. I. Mendělejev vydá (1869) svou slavnou Periodickou tabulku prvků. To bylo vědecké prostředí, ve kterém Charles Darwin pracoval. Podívejme se na konkrétní premisy jeho učení. Geologické pozadí. Anglický geolog C. Lyell prokázal nekonzistentnost Cuvierových představ o náhlých katastrofách měnících povrch Země a doložil opačný názor: povrch planety se neustále mění a ne pod vlivem nějakých speciálních sil, ale pod vlivem vliv běžných každodenních faktorů kolísání teplot, větru, deště, příboje a životní činnosti rostlinných a živočišných organismů. Lyell zahrnoval zemětřesení a sopečné erupce jako trvalé přírodní faktory. Podobné myšlenky vyjádřili dávno před Lyellem M. V. Lomonosov ve svém díle „O vrstvách Země“ a Lamarck. Ale Lyell podpořil své názory četnými a přísnými důkazy. Lyellova teorie měla velký vliv na formování světonázoru Charlese Darwina. Pokroky v oblasti cytologie a embryologie. V biologii byla učiněna řada zásadních objevů, které se ukázaly jako neslučitelné s představami o neměnnosti přírody a absenci příbuzenství mezi druhy. Buněčná teorie T. Schwanna ukázala, že struktura všech živých organismů je založena na jednotném strukturním prvku, buňce. Studie vývoje embryí obratlovců umožnily objevit žaberní oblouky a žaberní oběh u embryí ptáků a savců, což naznačovalo příbuznost ryb, ptáků, savců a původ suchozemských obratlovců od předků vedoucích vodní životní styl. Ruský akademik K. Baer ukázal, že vývoj všech organismů začíná vajíčkem a že v raných fázích vývoje se nachází nápadná podobnost ve struktuře embryí zvířat patřících do různých tříd. Ve vývoji biologie sehrála velkou roli teorie typů vyvinutá J. Cuvierem. J. Cuvier byl sice zarytým zastáncem neměnnosti druhů, ale podobnost ve struktuře živočichů v rámci jím stanoveného typu objektivně naznačovala jejich možnou příbuznost a původ ze stejného kořene. 15

16 V různých oblastech přírodních věd (geologie, paleontologie, biogeografie, embryologie, srovnávací anatomie, studium buněčné stavby organismů) tedy materiály shromážděné vědci odporovaly představám o božském původu a neměnnosti přírody. Velký anglický vědec Charles Darwin dokázal všechna tato fakta správně vysvětlit, zobecnit a vytvořit evoluční teorii Materiál expedice od Charlese Darwina Vystopujme hlavní etapy jeho životní cesty, formování Darwinova světonázoru a jeho systému důkaz. Charles Robert Darwin se narodil 12. února 1809 v rodině lékaře. Na univerzitě studoval nejprve medicínu, poté teologickou fakultu a plánoval se stát knězem. Zároveň projevoval velký sklon k přírodním vědám a zajímal se o geologii, botaniku a zoologii. Po absolvování univerzity (1831) bylo Darwinovi nabídnuto místo přírodovědce na lodi Beagle, který se vydal na cestu kolem světa za kartografickými průzkumy. Darwin pozvání přijímá a pět let strávených na expedici () se stalo zlomem v jeho vlastním vědeckém osudu i v dějinách biologie. Obr Kostry lenochodů v Jižní Americe (vpravo moderní druh, vlevo fosilie) Během cesty provedená pozorování velmi přesně a profesionálně přiměla Darwina přemýšlet o důvodech podobností a rozdílů mezi druhy. Jeho hlavním nálezem, objeveným v geologických nalezištích Jižní Ameriky, jsou kostry vyhynulých obřích bezzubců, velmi podobných moderním pásovcům a lenochodům16

17 tsami (obr. 1.1). Ještě větší dojem na Darwina zapůsobilo studium druhové skladby zvířat na Galapágách. Na těchto vulkanických ostrovech nedávného původu objevil Darwin blízce příbuzné druhy pěnkav, podobné pevninským druhům, ale přizpůsobené různým zdrojům potravy: tvrdá semena, hmyz a nektar rostlinných květů (obr. 1.2). Bylo by absurdní předpokládat, že pro každý nově vznikající vulkanický ostrov Stvořitel vytváří svůj vlastní zvláštní druh zvířat. Je rozumnější vyvodit jiný závěr: ptáci přišli na ostrov z pevniny a změnili se v důsledku přizpůsobení se novým životním podmínkám. Darwin tak nastoluje otázku role podmínek prostředí ve speciaci. Darwin pozoroval podobný obrázek u pobřeží Afriky. Zvířata žijící na Kapverdských ostrovech se od nich i přes některé podobnosti s pevninskými druhy stále liší ve významných rysech. Z hlediska stvoření druhů Darwin nedokázal vysvětlit vývojové rysy jím popsaného hlodavce tuco-tuco, žijícího v norách pod zemí a rodícího vidoucí mláďata, která pak oslepnou. Obr Rozmanitost Darwinových pěnkav na Galapágách a okolí. Kokos (v závislosti na povaze jídla) Výše ​​uvedené a mnohé další skutečnosti otřásly Darwinovou vírou ve stvoření druhů. Po návratu do Anglie si dal za úkol vyřešit otázku původu druhů. Klíčové body 1. Rychlý rozvoj přírodních věd v 19. století. poskytoval stále větší počet skutečností, které odporovaly představám o neměnnosti přírody. 2. Studium přírody Jižní Ameriky a Galapág umožnilo Darwinovi učinit první předpoklady o mechanismech změny druhů. Kontrolní otázky a úkoly 1. Jaká geologická data sloužila jako předpoklad pro Darwinovu evoluční teorii? 2. Charakterizujte přírodovědné předpoklady pro formování evolučních názorů Charlese Darwina. 3. Jaká pozorování Charlese Darwina otřásla jeho vírou v neměnnost druhů? Pomocí slovní zásoby nadpisů „Terminologie“ a „Shrnutí“ přeložte odstavce „Kotevní body“ do angličtiny. 17

18 1.3. Evoluční teorie Charlese Darwina Hlavní dílo Charlese Darwina „Původ druhů přírodním výběrem nebo zachování vybraných plemen v boji o život“, které radikálně změnilo představy o živé přírodě, se objevilo v roce 1859. Této události předcházelo více než dvacetiletou prací na studiu a pochopení bohatého faktografického materiálu shromážděného jak samotným Charlesem Darwinem, tak dalšími vědci Doktrína Charlese Darwina o umělém výběru Darwin se ze své cesty kolem světa vrátil do Anglie jako přesvědčený zastánce variability druhů pod vlivem životních podmínek. Na proměnlivost organického světa poukazovala i data z geologie, paleontologie, embryologie a dalších věd. Většina vědců však evoluci neuznávala: nikdo nepozoroval přeměnu jednoho druhu na jiný. Darwin proto zaměřil své úsilí na odhalení mechanismu evolučního procesu. Za tímto účelem se obrátil k praxi zemědělství v Anglii. Do této doby bylo u nás vyšlechtěno na 150 plemen holubů, mnoho plemen psů, skotu, kuřat atd. Intenzivně se pracovalo na výběru nových plemen zvířat a odrůd kulturních rostlin. Zastánci stálosti druhů tvrdili, že každá odrůda, každé plemeno má zvláštního divokého předka. Darwin dokázal, že tomu tak není. Všechna kuřecí plemena pocházejí z divokého kuřete bankovního, domácí kachny z divoké kachny divoké a plemena králíků z divokého evropského králíka. Předky dobytka byly dva druhy divokých zubrů a psi byli vlci a u některých plemen možná šakali. Zároveň se plemena zvířat a odrůdy rostlin mohou velmi výrazně lišit. Podívejte se na obrázek 1.3. Zobrazuje některá plemena holubů domácích. Mají různé tělesné proporce, velikosti, opeření atd., ačkoli všichni pocházejí od stejného předka divokého holuba skalního. Hlavové úpony kohoutů jsou velmi rozmanité (obr. 1.4) a jsou typické pro každé plemeno. Podobný obrázek je pozorován u odrůd pěstovaných rostlin. Odrůdy zelí se například od sebe velmi liší. Z jednoho divokého druhu lidé získali zelí, květák, kedlubny, kapustu, jejíž stonek přesahuje výšku člověka atd. (viz obrázek v učebnici „Obecná biologie. 10. ročník“). Odrůdy rostlin a plemena zvířat slouží k uspokojení lidských potřeb, materiálních nebo estetických. To samo o sobě přesvědčivě dokazuje, že je vytvořil člověk. Jak člověk získal četné druhy rostlin a plemen zvířat a na jaké zákony se při své práci opírá? Darwin našel odpověď na tuto otázku studiem metod anglických farmářů. Jejich metody byly založeny na jednom principu: při šlechtění zvířat nebo rostlin hledali mezi jedinci exempláře, kteří nesli požadovaný znak v co nejživějším projevu, a pouze takové organismy byly ponechány k rozmnožování. Pokud je úkolem například zvýšit výnos pšenice, šlechtitel vybere z obrovské masy rostlin několik nejlepších exemplářů s největším počtem klásků. V následujícím roce se vysévají zrna pouze těchto rostlin a mezi nimi jsou opět nalezeny organismy s největším počtem klásků. Toto pokračuje několik let a v důsledku toho se objevuje nová odrůda pšenice s více vrcholy. 18

19 Obr Plemena holubů domácích: 1 poslíček, 2 divocí holub, 3 jakobíni, 4 holubi sovy, 5 našpulených holubů, 6 tumblerů, 7 vějířovitých holubů, 8 holubů kadeřavých Základ všech prací na vývoji nové odrůdy rostlin (nebo plemene zvířat) je proměnlivost.charakteristiky v organismech a výběr člověkem takových změn, které se nejvíce odchylují směrem, který si přeje. V průběhu generací se takové změny hromadí a stávají se stabilním znakem plemene nebo variety. Pro výběr záleží pouze na individuální, nejisté (dědičné) variabilitě. Vzhledem k tomu, že mutace jsou poměrně vzácné, umělá selekce může být úspěšná pouze tehdy, je-li provedena mezi velkým počtem jedinců. Existují i ​​případy, kdy jediná velká mutace vede ke vzniku nového plemene. Tak se objevilo anconské plemeno krátkonohých ovcí, jezevčík, kachna s hákovým zobákem a některé odrůdy rostlin. Jedinci s dramaticky změněnými vlastnostmi byli zachováni a využiti k vytvoření nového plemene. V důsledku toho se umělý výběr týká procesu vytváření nových plemen zvířat a odrůd pěstovaných rostlin prostřednictvím systematického uchovávání a reprodukce jedinců s určitými vlastnostmi a vlastnostmi, které jsou cenné pro člověka po řadu generací. Darwin identifikoval dvě formy umělého výběru: vědomý neboli metodický a nevědomý. Metodický výběr. Vědomá selekce spočívá v tom, že si chovatel zadá určitý úkol a vybere jednu nebo dvě vlastnosti. Tato technika vám umožňuje dosáhnout velkého úspěchu. Darwin uvádí příklad rychlého rozvoje nových plemen. Když byl stanoven úkol proměnit závěsný hřeben španělské 19

20 kohout ve stoje, pak po pěti letech byla získána zamýšlená forma. Kuřata s vousy byla odchována po šesti letech. Možnosti umělého výběru změnit a transformovat strukturu a vlastnosti jsou mimořádně velké. Například polodivoká kráva vyprodukuje ročně litrů mléka a někteří jedinci moderních dojných plemen až litrů. Merino má téměř 10krát více vlasů na jednotku plochy než outbrední ovce. Velmi velké rozdíly ve stavbě těla jsou u různých plemen psů: greyhound, buldok, bernardýn, pudl nebo špic. Obr Hlavové přívěsky u kohoutů různých plemen Podmínkou úspěchu metodického umělého výběru je velký počáteční počet jedinců. Taková selekce je v drobné (rolnické) zemědělské výrobě nemožná. Nové plemeno nelze chovat, pokud je na farmě 1 2 koní nebo více ovcí. Studium selekčních metod používaných v rozsáhlém kapitalistickém zemědělství v Anglii v 19. století tak umožnilo Darwinovi formulovat princip umělého výběru a s pomocí tohoto principu vysvětlit nejen důvod zdokonalování forem, ale také jejich rozmanitost. 20

21 Domácí zvířata, tak výrazně odlišná od svých divokých předků, se však u pravěkého člověka objevila dávno před vědomou aplikací selekčních metod. Jak se to stalo? Podle Darwina člověk v procesu domestikace divokých zvířat prováděl primitivní formu umělého výběru, kterou nazval nevědomím. Nevědomý výběr. Taková selekce se nazývá nevědomá v tom smyslu, že osoba si nestanovila za cíl vyvinout nějaké konkrétní plemeno nebo varietu. Nejhorší zvířata byla například zabita a snědena jako první, zatímco ta nejcennější byla zachována (více dojivá kráva, dobře snášející kuře atd.). Darwin uvádí příklad obyvatel Ohňové země, kteří v období hladomoru jedí psy, kočky, které jsou horší v chytání vyder, a snaží se za každou cenu zachovat ty nejlepší psy. Nevědomá selekce v rolnickém hospodaření stále existuje, ale její vliv na zvyšování diverzity domácích zvířat a kulturních rostlin se projevuje mnohem pomaleji. C. Darwin nebyl schopen uvést příklady domestikace divokých zvířat pomocí umělého výběru prováděného experimentálně. Dnes existují takové příklady. Ruský vědec akademik D. K. Beljajev, pracující se stříbrnočernými liškami (psí rodina) chovanými v zajetí, objevil zajímavý jev. Zvířata se velmi lišila v chování a reakcích na člověka. D.K. Beljajev mezi nimi identifikoval tři skupiny: agresivní, snažící se napadnout člověka, zbaběle agresivní, bojící se člověka a zároveň ho chtít napadnout a relativně klidný s výrazným vyšetřovacím instinktem. Z této poslední skupiny provedl vědec selekci na základě behaviorálních reakcí: k rozmnožování ponechal klidnější zvířata, u kterých převažoval zájem o prostředí nad reakcí strachu a obrany. V důsledku selekce se v průběhu řady generací podařilo získat jedince, kteří se chovali jako domácí psi: snadno přicházeli do kontaktu s lidmi, radovali se z náklonnosti atd. Nejmarkantnější je, že při selekci na vlastnosti chování, morfologické a fyziologické vlastnosti zvířat se změnily: uši měly svěšené, ocas byl zahnutý do háku (jako sibiřští husky) a na čele se objevila hvězda, tak charakteristická pro domácí (smíšené) psy. Pokud se divoké lišky rozmnožují jednou za rok, pak ty domestikované dvakrát. Změnila se i některá další znamení. Popsaný příklad odhaluje vztah mezi změnami ve struktuře a chování zvířat. Darwin si takového vztahu všiml a nazval ho korelativní neboli korelativní variabilita. Například vývoj rohů u ovcí a koz je kombinován s délkou jejich vlny. Volaná zvířata mají krátkou srst. Psi bezsrstých plemen mají obvykle abnormality ve stavbě zubů. Vývoj hřebene na hlavě kuřat a hus je kombinován se změnou lebky. U koček je pigmentace srsti spojena s fungováním smyslů: bílé, modrooké kočky jsou vždy hluché. Korelativní variabilita je založena na pleiotropním (mnohonásobném) působení genů. Klíčové body 1. C. Darwin identifikoval dvě hlavní formy umělého výběru: metodický a nevědomý. 2. Úspěchy zemědělství v Anglii v 19. století. v oblasti šlechtění četných plemen domácích zvířat a odrůd rostlin sloužily Charlesi Darwinovi jako model procesů probíhajících v přírodě. 3. Zemědělská velkovýroba v Anglii je považována za socioekonomický předpoklad pro teorii Charlese Darwina. 21

22 Otázky k opakování a zadání 1. Jak Charles Darwin vyřešil otázku o předcích domácích zvířat? 2. Uveďte příklady rozmanitosti plemen domácích zvířat a odrůd kulturních rostlin. Co vysvětluje tuto rozmanitost? 3. Jaká je hlavní metoda šlechtění nových odrůd a plemen? 4. Jak se mění struktura a chování zvířat během procesu domestikace? Dát příklad. Pomocí slovní zásoby nadpisů „Terminologie“ a „Shrnutí“ přeložte body „Fast Points“ do angličtiny Doktrína Charlese Darwina o přirozeném výběru Umělý výběr, tj. zachování jedinců s vlastnostmi užitečnými pro reprodukci a odstranění všech jiné provádí osoba, která si stanoví určité úkoly. Vlastnosti nashromážděné umělým výběrem jsou prospěšné pro lidi, ale ne nutně prospěšné pro zvířata. Darwin navrhl, že v přírodě se podobným způsobem hromadí vlastnosti, které jsou užitečné pouze pro organismy a druh jako celek, v důsledku čehož vznikají druhy a variety. V tomto případě bylo nutné zjistit přítomnost nejisté individuální variability u volně žijících zvířat a rostlin. Navíc bylo nutné prokázat existenci v přírodě nějakého vůdčího faktoru, který působí podobně jako vůle člověka v procesu umělého výběru. Obecná individuální variabilita a nadměrný počet potomků. Darwin ukázal, že u zástupců divokých druhů zvířat a rostlin je individuální variabilita velmi rozšířená. Jednotlivé odchylky mohou být pro tělo prospěšné, neutrální nebo škodlivé. Opouštějí všichni jedinci potomky? Pokud ne, jaké faktory udržují jedince s prospěšnými vlastnostmi a eliminují všechny ostatní? Darwin se obrátil k analýze reprodukce organismů. Všechny organismy zanechávají významné, někdy velmi početné potomstvo. Jeden jedinec sledě plodí v průměru asi 40 tisíc vajec, jeseter 2 miliony, žáby až 10 tisíc vajec. Na jedné rostlině máku dozraje ročně až tisíc semen. I pomalu se rozmnožující zvířata mají potenciál zanechat obrovské množství potomků. Sloní samice rodí mláďata ve věku 30 až 90 let. Přes 60 let rodí v průměru 6 slonů. Výpočty ukazují, že i při tak nízké míře reprodukce by po 750 letech potomstvo jednoho sloního páru činilo 19 milionů jedinců. Na základě těchto a mnoha dalších příkladů dospívá Darwin k závěru, že v přírodě má jakýkoli živočišný a rostlinný druh tendenci se množit geometrickou progresí. Počet dospělých jedinců každého druhu přitom zůstává relativně konstantní. Každý pár organismů produkuje mnohem více potomků, než přežije do dospělosti. Většina organismů, které se rodí, proto umírá před dosažením pohlavní dospělosti. Příčiny smrti jsou různé: nedostatek potravy v důsledku konkurence se zástupci vlastního druhu, útok nepřátel, vliv nepříznivých fyzikálních faktorů prostředí sucha, silný mráz, vysoká teplota atd. To vede k druhému závěru, který učinil Darwin: V přírodě probíhá neustálý boj o existenci. Tento pojem je třeba chápat v širokém smyslu jako jakoukoli závislost organismů na celém komplexu podmínek živé přírody, která je obklopuje. Jinými slovy, boj o existenci je soubor různorodých a složitých vztahů, které existují mezi organismy a podmínkami prostředí. Když si lev vezme kořist od hyeny, 22

24 se buduje genetická struktura druhu, díky rozmnožování jsou široce rozšířeny nové vlastnosti, objevuje se nový druh. V důsledku toho se druhy mění v procesu adaptace na podmínky prostředí. Hnací silou změny druhu, tedy evoluce, je přirozený výběr. Materiálem pro selekci je dědičná (nedefinovaná, individuální, mutační) variabilita. Variabilita způsobená přímým vlivem vnějšího prostředí na organismy (skupina, modifikace) není pro evoluci důležitá, protože se nedědí. Tvorba nových druhů. Darwin si představoval vznik nových druhů jako dlouhý proces akumulace prospěšných individuálních změn, které narůstají z generace na generaci. Proč se tohle děje? Životní zdroje (potrava, místa pro reprodukci atd.) jsou vždy omezené. Nejzuřivější boj o existenci proto probíhá mezi nejpodobnějšími jedinci. Naopak mezi jedinci, kteří se v rámci stejného druhu liší, je méně stejných potřeb a konkurence je slabší. Proto mají rozdílní jedinci výhodu v opouštění potomků. S každou generací jsou rozdíly výraznější a mezilehlé formy, navzájem podobné, vymírají. Takže z jednoho druhu se tvoří dva nebo více. Darwin nazval fenomén divergence znaků vedoucí ke speciační divergenci (z latinského divergo odchyluji se, odcházím). Darwin ilustruje koncept divergence na příkladech nalezených v přírodě. Konkurence mezi čtyřnohými predátory vedla k tomu, že někteří z nich přešli na krmení mršinami, jiní se přestěhovali do nových stanovišť, někteří dokonce změnili stanoviště a začali žít ve vodě nebo na stromech atd. Důvodem divergence může být být také nestejné podmínky prostředí.životní prostředí v různých oblastech území obsazeného daným druhem. Například dvě skupiny jedinců určitého druhu budou následně akumulovat různé změny. Vzniká proces divergence znaků. Po určitém počtu generací se z takových skupin stávají odrůdy a poté druhy. Působení přirozeného výběru lze pozorovat v experimentu. Kudlanka obecná je u nás velký dravý hmyz (délka těla u samic dosahuje mm), živí se nejrůznějším drobným hmyzem, mšicemi, štěnicemi a mouchami. Barva různých jedinců tohoto druhu může být zelená, žlutá a hnědá. Zelené kudlanky se vyskytují mezi trávou a keři, hnědé na rostlinách, které vyblednou od slunce. Vědci prokázali nenáhodnost tohoto rozdělení zvířat v experimentu na vybledlé hnědé ploše zbavené trávy. Kudlanky všech tří barev byly na stanovišti přivázány ke kolíkům. Během experimentu ptáci zničili 60 % žlutých, 55 % zelených a pouze 20 % hnědých kudlanek, jejichž barva těla odpovídala barvě pozadí. Podobné pokusy byly provedeny s kukly motýla kopřivkového. Pokud barva kukel neodpovídala barvě pozadí, ptáci zničili mnohem více kukel než v případě barvy pozadí odpovídající barvě. Vodní ptactvo v povodí loví především ryby, jejichž barva neodpovídá barvě dna. Je důležité si uvědomit, že pro přežití nezáleží jen na jedné vlastnosti, ale na komplexu vlastností. Ve stejném experimentu s kudlankami, který byl ve srovnání s reálnými přírodními podmínkami velmi jednoduchý, mezi hnědými jedinci chráněnými zbarvením těla klovali ptáci neklidný, aktivně se pohybující hmyz. Klidné, přisedlé kudlanky se vyhýbaly útoku. Stejné znamení může v závislosti na podmínkách prostředí přispět k přežití nebo naopak přitáhnout pozornost nepřátel. Obrázek 1.5 ukazuje dvě formy motýla březového. Světlá forma je na světlých kmenech a stromech pokrytých lišejníky sotva patrná, zatímco mutant je tmavý24

25 je na nich jasně viditelná barevná forma (A). Tmavé motýly klují převážně ptáci. Situace se mění v blízkosti průmyslových podniků: saze pokrývající kmeny stromů vytvářejí ochranné pozadí pro mutanty, zatímco světlý motýl je jasně viditelný (B). Mutace a sexuální proces vytvářejí genetickou heterogenitu v rámci druhu. Jejich působení, jak je patrné z uvedených příkladů, je neorientované. Evoluce je řízený proces spojený s vývojem adaptací, jak se struktura a funkce zvířat a rostlin postupně stávají složitějšími. Existuje pouze jeden řízený evoluční faktor, přírodní výběr. Výběru mohou podléhat buď jednotlivci, nebo celé skupiny. V každém případě selekce zachovává organismy nejvíce přizpůsobené danému prostředí. Často se při selekci zachovají vlastnosti a vlastnosti, které jsou nepříznivé pro jedince, ale prospěšné pro skupinu jedinců nebo druh jako celek. Příkladem takového zařízení je zubaté žihadlo včely. Včela, která bodne, zanechá žihadlo v těle nepřítele a zemře, ale smrt jedince přispívá k zachování včelí rodiny. Obr Formy motýla březového Selekční faktory jsou podmínky prostředí, přesněji celý komplex abiotických a biotických podmínek prostředí. V závislosti na těchto podmínkách působí selekce různými směry a vede k různým evolučním výsledkům. V současné době existuje několik forem přirozeného výběru, z nichž níže budou diskutovány pouze ty hlavní. Darwin ukázal, že princip přirozeného výběru vysvětluje vznik všech, bez výjimky, hlavních charakteristik organického světa: od charakteristik charakteristických pro velké systematické skupiny živých organismů až po malé adaptace. Darwinova teorie ukončila dlouhé hledání přírodovědců, kteří se snažili najít vysvětlení mnoha podobností pozorovaných u organismů patřících k různým druhům. Darwin vysvětlil tuto podobnost příbuzností a ukázal, jak dochází ke vzniku nových druhů, jak dochází k evoluci. Z obecného teoretického hlediska je hlavní věcí Darwinova učení myšlenka vývoje živé přírody, na rozdíl od představy zmrazeného, ​​neměnného světa. Uznání Darwinova učení bylo zlomovým bodem v historii biologických věd. Fakta nashromážděná v předdarwinovském období rozvoje biologie dostala nové světlo. Objevily se nové směry v biologii: evoluční embryologie, evoluční paleontologie atd. 25

26 Darwinovo učení slouží jako přírodovědný základ pro pochopení biologických mechanismů vývoje života na Zemi. Materialistické vysvětlení účelnosti stavby živých organismů, původu a rozmanitosti druhů je ve vědě obecně přijímáno. Darwinovo dílo bylo jedním z největších úspěchů přírodních věd 19. století. Referenční body 1. Jedinci jakéhokoli druhu se vyznačují obecnou individuální (dědičnou) variabilitou. 2. Počet potomků v každém druhu organismu je velmi velký a zdroje potravy jsou vždy omezené. Kontrolní otázky a úkoly 1. Co je přirozený výběr? 2. Co je to boj o existenci? Jaké jsou jeho podoby? 3. Která forma boje o existenci je nejintenzivnější a proč? Pomocí slovní zásoby nadpisů „Terminologie“ a „Shrnutí“ přeložte odstavce „Kotevní body“ do angličtiny. Otázky k diskuzi Zopakujte si materiál z předchozích kapitol. Jaké procesy probíhající v přírodě snižují intenzitu vnitrodruhového boje o existenci? Jaký je biologický význam tohoto jevu? Jaké jsou podle vás biologické důvody přežití jedinců odstraněny z reprodukce? 1.4. Moderní představy o mechanismech a vzorcích evoluce. Mikroevoluce Základem evoluční teorie Charlese Darwina je myšlenka druhu. Co je to druh a jak realistická je jeho existence v přírodě? Pohled. Kritéria a struktura Druh je soubor jedinců, kteří mají podobnou strukturu, mají společný původ, volně se kříží a produkují plodné potomstvo. Všichni jedinci stejného druhu mají stejný karyotyp, podobné chování a zaujímají určité stanoviště (oblast rozšíření). Jednou z důležitých vlastností druhu je jeho reprodukční izolace, tedy existence mechanismů, které brání přílivu genů zvenčí. Ochrana genofondu daného druhu před přílivem genů z jiných, včetně blízce příbuzných druhů se dosahuje různými způsoby. Načasování reprodukce u blízce příbuzných druhů se nemusí shodovat. Pokud jsou termíny stejné, tak se místa rozmnožování neshodují. Například samice jednoho druhu žab se třou podél břehů řek a samice jiného druhu v kalužích. V tomto případě je vyloučena náhodná inseminace vajíček samci jiného druhu. Mnoho druhů zvířat má přísné rituály páření. Pokud má jeden z potenciálních partnerů rituál chování, který se odchyluje od toho specifického, k páření nedojde. Pokud dojde k páření, spermie samce jiného druhu nebudou moci proniknout do vajíčka a vajíčka nebudou oplodněna26

27 spěchá. Preferované zdroje potravy také slouží jako izolační faktor: jedinci se živí v různých biotopech a pravděpodobnost vzájemného křížení mezi nimi klesá. Ale někdy (při mezidruhovém křížení) k oplození přece jen dojde. V tomto případě mají výslední hybridi buď sníženou životaschopnost, nebo jsou neplodní a neprodukují potomky. Známým příkladem muly je kříženec koně a osla. Přestože je mula plně životaschopná, je neplodná kvůli porušení meiózy: nehomologní chromozomy se nekonjugují. Uvedené mechanismy, které brání výměně genů mezi druhy, mají nestejnou účinnost, ale v kombinaci v přirozených podmínkách vytvářejí mezi druhy neprostupnou genetickou izolaci. V důsledku toho je druh skutečně existující, geneticky nedělitelná jednotka organického světa. Každý druh zaujímá více či méně rozsáhlé území (z latinského area, area, space). Někdy je poměrně malé: pro druhy žijící na Bajkalu je omezeno na toto jezero. V jiných případech areál tohoto druhu pokrývá rozsáhlá území. Vrána černá je tedy v západní Evropě rozšířena téměř všude. Východní Evropu a západní Sibiř obývá ještě jeden druh vrány vrány. Existence určitých hranic rozšíření druhu neznamená, že se všichni jedinci volně pohybují v areálu. Míra pohyblivosti jedinců je vyjádřena vzdáleností, na kterou se zvíře může pohybovat, tedy poloměrem individuální aktivity. U rostlin je tento poloměr určen vzdáleností, na kterou se mohou šířit pyl, semena nebo vegetativní části a dát tak vzniknout nové rostlině. U hroznového šneka je rádius aktivity několik desítek metrů, u soba více než sto kilometrů, u ondatry několik set metrů. Hraboši lesní žijící v jednom lese mají kvůli omezenému okruhu aktivity malou šanci, že se v období rozmnožování setkají s hraboši lesními obývajícími sousední les. Žáby travní, které se třou v jednom jezeře, jsou izolovány od žab z jiného jezera, které se nachází několik kilometrů od prvního. V obou případech je izolace neúplná, protože jednotliví hraboši a žáby mohou migrovat z jednoho stanoviště do druhého. Jedinci jakéhokoli druhu jsou v rámci druhové oblasti rozmístěni nerovnoměrně. Oblasti území s relativně vysokou hustotou osídlení se střídají s oblastmi, kde je počet druhů nízký nebo jedinci daného druhu zcela chybí. Proto je druh považován za soubor jednotlivých skupin organismů v populacích. Populace je soubor jedinců daného druhu, zabírající určitou oblast území v rámci rozsahu druhu, volně se křížících a částečně nebo úplně izolovaných od ostatních populací. Ve skutečnosti existuje druh ve formě populací. Genofond druhu je reprezentován genofondy populací. Populace je základní jednotkou evoluce. Referenční body 1. Druh je skutečně existující elementární jednotka živé přírody. 2. Základem existence druhu jako genetické jednotky živé přírody je jeho reprodukční izolace. 3. Naprostá většina druhů živých organismů se skládá z oddělených populací. 4. Populace je podle moderních koncepcí elementární evoluční jednotkou. Otázky k opakování a zadání 1. Definujte druh. 27

28 2. Vysvětlete, jaké biologické mechanismy brání výměně genů mezi druhy. 3. Jaký je důvod sterility mezidruhových hybridů? 4. Jaké je rozšíření druhu? 5. Jaký je poloměr individuální aktivity organismů? Uveďte příklady poloměru individuální činnosti u rostlin a živočichů. 6. Co je to populace? Uveďte definici. Pomocí slovní zásoby nadpisů „Terminologie“ a „Shrnutí“ přeložte body „Fast Points“ do angličtiny Evoluční role mutací Díky studiu genetických procesů v populacích živých organismů se evoluční teorie dále rozvíjela . Ruský vědec S.S.Chetverikov významně přispěl k populační genetice. Upozornil na saturaci přirozených populací recesivními mutacemi a také kolísání frekvence genů v populacích v závislosti na působení faktorů prostředí a zdůvodnil stanovisko, že tyto dva jevy jsou klíčem k pochopení procesů evoluce. Proces mutace je skutečně neustále fungujícím zdrojem dědičné variability. Geny mutují s určitou frekvencí. Odhaduje se, že v průměru jedna gameta ze 100 tisíc 1 milionu gamet nese nově vznikající mutaci na určitém lokusu. Protože mnoho genů mutuje současně, % gamet nese jednu nebo druhou mutantní alelu. Proto jsou přirozené populace nasyceny širokou škálou mutací. Díky kombinační variabilitě se mohou mutace v populacích široce šířit. Většina organismů je heterozygotní pro mnoho genů. Dalo by se předpokládat, že v důsledku sexuální reprodukce budou homozygotní organismy neustále oddělovány od potomků a podíl heterozygotů by měl neustále klesat. To se však neděje. Faktem je, že v drtivé většině případů se heterozygotní organismy ukáží jako lépe přizpůsobené životním podmínkám než homozygotní. Vraťme se k příkladu s motýlem březovým. Zdálo by se, že světle zbarvení motýli, homozygotní pro recesivní alelu (aa), žijící v lese s tmavými kmeny stromů, by měli být rychle zničeni nepřáteli a jedinou formou v těchto životních podmínkách by měli být tmavě zbarvení motýli, homozygoti pro dominantní alelu (AA). Ale po dlouhou dobu se v zakouřených lesích jižní Anglie neustále nacházeli světle zbarvení březoví motýli. Ukázalo se, že housenky homozygotní pro dominantní alelu špatně tráví březové listy pokryté sazemi a sazemi, zatímco heterozygotní housenky na této potravě rostou mnohem lépe. Větší biochemická flexibilita heterozygotních organismů následně vede k jejich lepšímu přežití a selekce působí ve prospěch heterozygotů. Přestože se tedy většina mutací v těchto specifických podmínkách ukáže jako škodlivá a v homozygotním stavu, mutace zpravidla snižují životaschopnost jedinců, jsou v populacích zachovány díky selekci ve prospěch heterozygotů. Abychom pochopili evoluční transformace, je důležité si uvědomit, že mutace, které jsou za určitých podmínek škodlivé, mohou zvýšit životaschopnost v jiných podmínkách prostředí. Kromě výše uvedených příkladů můžete poukázat na následující. Mutace, která u hmyzu způsobuje nevyvinutí nebo úplnou absenci křídel, je za normálních podmínek určitě škodlivá a je bezkřídlá28

29 tmavých jedinců je rychle nahrazeno normálními. Ale na oceánských ostrovech a horských průsmycích, kde fouká silný vítr, má takový hmyz oproti jedincům s normálně vyvinutými křídly výhodu. Mutační proces je tedy zdrojem rezervy dědičné variability populací. Tím, že udržuje vysoký stupeň genetické diverzity v populacích, poskytuje základ pro fungování přirozeného výběru. Klíčové body 1. V reálně existujících populacích neustále probíhá mutační proces, který vede ke vzniku nových genových variant, a tedy i znaků. 2. Mutace jsou stálým zdrojem dědičné variability. Otázky k opakování a zadání 1. Jaké genetické vzorce populace identifikoval ruský biolog S. S. Chetverikov? 2. Jaká je frekvence mutací jednoho konkrétního genu v přirozených podmínkách existence jedinců? Pomocí slovní zásoby nadpisů „Terminologie“ a „Shrnutí“ přeložte body „Rychlých bodů“ do angličtiny Genetická stabilita populací Analýzou procesů probíhajících ve volně se křížící populaci anglický vědec K. Pearson v roce 1904 stanovil tzv. existence vzorů popisujících jeho genetickou strukturu . Toto zobecnění, nazývané zákon stabilizačního křížení (Pearsonův zákon), lze formulovat následovně: za podmínek volného křížení pro jakýkoli počáteční poměr počtu homozygotních a heterozygotních rodičovských forem, jako výsledek prvního křížení v populaci , rovnovážný stav se ustaví, pokud jsou počáteční frekvence alel stejné v obou patrech V důsledku toho, ať je genotypová struktura populace jakákoli, tedy bez ohledu na výchozí stav, již v první generaci získané volným křížením je ustaven stav populační rovnováhy, popsaný jednoduchým matematickým vzorcem. Tento pro populační genetiku důležitý zákon formulovali v roce 1908 nezávisle matematik G. Hardy v Anglii a lékař W. Weinberg v Německu. Podle tohoto zákona zůstává frekvence homozygotních a heterozygotních organismů za podmínek volného křížení bez selekčního tlaku a dalších faktorů (mutace, migrace, genetický drift atd.) konstantní, to znamená, že je ve stavu rovnováhy. . V nejjednodušší podobě je zákon popsán vzorcem: p2aa + 2pqAa + q2aa = I, kde p je frekvence výskytu genu A, q je frekvence výskytu alely a v procentech. Je třeba poznamenat, že Hardy-Weinbergův zákon, stejně jako jiné genetické zákony založené na Mendelově principu náhodné kombinace, je matematicky přesně spokojen s nekonečně velkou velikostí populace. V praxi to znamená, že populace pod určitou minimální velikostí nesplňují požadavky Hardy-Weinbergova zákona. 29

30 Ruský vědec S.S.Chetverikov posoudil volné křížení s poukazem na to, že samo obsahuje aparát, který stabilizuje frekvence genotypů v dané populaci. V důsledku volného křížení je neustále udržována rovnováha genotypových frekvencí v populaci. Nerovnováha je obvykle spojena s působením vnějších sil a je pozorována pouze tak dlouho, dokud tyto síly uplatňují svůj vliv. S.S. Chetverikov věřil, že druh, jako houba, absorbuje mutace, často v heterozygotním stavu, zatímco zůstává fenotypově homogenní. Pokud se četnosti genotypů v populaci výrazně liší od četností vypočítaných pomocí Hardy-Weinbergova vzorce, lze tvrdit, že tato populace není ve stavu populační rovnováhy a existují důvody, které tomu brání. Zastavme se u nich podrobněji Genetické procesy v populacích V různých populacích téhož druhu není frekvence mutantních genů stejná. Prakticky neexistují dvě populace s přesně stejnou frekvencí výskytu mutantních znaků. Tyto rozdíly mohou být způsobeny tím, že populace žijí v různých podmínkách prostředí. Řízené změny ve frekvenci genů v populacích jsou způsobeny působením přirozeného výběru. Ale blízko umístěné sousední populace se od sebe mohou lišit stejně výrazně jako ty vzdáleně umístěné. Vysvětluje se to tím, že v populacích řada procesů vede k neřízeným náhodným změnám frekvence genů, nebo jinými slovy jejich genetické struktury. Například při migraci zvířat nebo rostlin se malá část původní populace usadí v novém prostředí. Genofond nově vzniklé populace je nevyhnutelně menší než genofond rodičovské populace a frekvence genů v něm se bude výrazně lišit od frekvence genů v původní populaci. Geny, dříve vzácné, se rychle rozšířily mezi členy nové populace díky sexuální reprodukci. Zároveň mohou chybět rozšířené geny, pokud nebyly v genotypu zakladatelů nové populace. Další příklad. Přírodní katastrofy (lesní nebo stepní požáry, povodně atd.) způsobují hromadné nevybíravé úhyny živých organismů, zejména přisedlých forem (rostliny, měkkýši, plazi, obojživelníci atd.). Jedinci, kteří unikli smrti, zůstávají naživu díky čisté náhodě. V populaci, která zažila katastrofální pokles populace, budou frekvence alel jiné než u původní populace. Po poklesu počtu začíná masová reprodukce, kterou iniciuje zbývající malá skupina. Genetické složení této skupiny určí genetickou strukturu celé populace v době jejího rozkvětu. V tomto případě mohou některé mutace zcela vymizet, zatímco koncentrace jiných se může náhodně prudce zvýšit. V biocenózách jsou často pozorovány periodické výkyvy v počtu populací, spojené se vztahy predátor-kořist. Zvýšená reprodukce kořisti predátorů na základě nárůstu potravních zdrojů vede zase ke zvýšené reprodukci predátorů. Nárůst počtu predátorů způsobuje hromadné ničení jejich obětí. Nedostatek potravních zdrojů způsobuje snížení počtu predátorů (obr. 1.6) a obnovu velikosti populací kořisti. Tyto výkyvy v abundanci („vlny hojnosti“) mění frekvenci genů v populacích, což je jejich evoluční význam. třicet

31 Obr Kolísání počtu jedinců v populaci predátorů a kořisti. Tečkovaná čára: A rys, B vlk, C liška; plná čára: zajíc horský Změny četnosti genů v populacích jsou způsobeny také omezením výměny genů mezi nimi v důsledku prostorové (geografické) izolace. Řeky slouží jako překážky druhům žijícím na pevnině, zatímco hory a kopce izolují populace v nížinách. Každá izolovaná populace má specifické vlastnosti spojené s životními podmínkami. Důležitým důsledkem izolace je inbreeding. Díky inbreedingu se recesivní alely, šířící se populací, objevují v homozygotním stavu, což snižuje životaschopnost organismů. V lidských populacích se izoláty s vysokým stupněm inbreedingu nacházejí v horských oblastech a na ostrovech. Izolace určitých skupin obyvatelstva z kastovních, náboženských, rasových a jiných důvodů byla stále důležitá. Evoluční význam různých forem izolace spočívá v tom, že udržuje a zvyšuje genetické rozdíly mezi populacemi a že oddělené části populace nebo druhů jsou vystaveny nestejným selekčním tlakům. Změny v genové frekvenci způsobené některými faktory prostředí tedy slouží jako základ pro vznik rozdílů mezi populacemi a následně určují jejich přeměnu v nové druhy. Proto se změny v populacích během přirozeného výběru nazývají mikroevoluce. Referenční body 1. V přírodě často dochází k prudkým výkyvům v počtu jedinců spojených s hromadným nevybíravým umíráním organismů. 2. Genotypy náhodně zachovaných jedinců určují genofond nové populace v době jejího rozkvětu. Kontrolní otázky a úkoly 1. Uveďte Hardy-Weinbergův zákon. 2. Jaké procesy vedou ke změnám frekvence výskytu genů v populacích? 3. Proč se různé populace stejného druhu liší v genové frekvenci? 4. Co je mikroevoluce? 31

33 fenotypy, tedy celý komplex vlastností, a tedy určité kombinace genů vlastní danému organismu. Výběr je často přirovnáván k činnosti sochaře. Tak jako sochař vytváří z beztvarého kvádru mramoru dílo, které udivuje harmonií všech svých částí, tak selekcí vznikají adaptace a druhy, vyřazující z rozmnožování méně úspěšné jedince nebo jinými slovy méně úspěšné kombinace genů. Proto mluví o tvůrčí roli přírodního výběru, protože výsledkem jeho působení jsou nové typy organismů, nové formy života. Stabilizace výběru. Další forma přirozeného výběru, stabilizující výběr, funguje za konstantních podmínek prostředí. Na význam této formy výběru upozornil vynikající ruský vědec I. I. Shmalgauzen. Stabilizační selekce je zaměřena na udržení dříve stanovené průměrné vlastnosti nebo vlastnosti: velikost těla nebo jeho jednotlivých částí u zvířat, velikost a tvar květu u rostlin, koncentrace hormonů nebo glukózy v krvi u obratlovců atd. Stabilizující selekce zachovává zdatnost druhu tím, že eliminuje prudké odchylky závažnosti symptomu od průměrné normy. U hmyzem opylovaných rostlin je tedy velikost a tvar květů velmi stabilní. To se vysvětluje skutečností, že květiny musí odpovídat struktuře a velikosti těla opylujícího hmyzu. Čmelák není schopen proniknout do příliš úzké koruny květu a sosák motýla se nebude moci dotknout příliš krátkých tyčinek rostlin s velmi dlouhou korunou. V obou případech květy, které plně neodpovídají stavbě opylovačů, netvoří semena. V důsledku toho jsou geny, které způsobují odchylky od normy, eliminovány z genofondu druhu. Stabilizační forma přirozeného výběru chrání stávající genotyp před destruktivními účinky mutačního procesu. V relativně konstantních podmínkách prostředí mají jedinci s průměrným projevem vlastností největší zdatnost a prudké odchylky od průměrné normy jsou eliminovány. Díky stabilizační selekci se dodnes zachovaly „živé zkameněliny“: lalokoploutvá ryba coelacanth, jejíž předci byli rozšířeni v paleozoické éře; zástupce starověkých plazů, hatteria, která vypadá jako velká ještěrka, ale neztratila strukturální rysy plazů druhohorní éry; reliktní šváb, který se od období karbonu změnil jen málo; Rostlina nahosemenná Ginkgo, poskytující představu o starověkých formách, které vyhynuly v jurském období druhohor (obr. 1.7). Severoamerická vačice vyobrazená na stejném obrázku si zachovává vzhled charakteristický pro zvířata, která žila před desítkami milionů let. Obr Příklady reliktních forem: A tuateria, B coelacanth, C vačice, D ginkgo Pohlavní výběr. Dvoudomá zvířata se liší stavbou reprodukčních orgánů. Genderové rozdíly se však často týkají vnějších znaků, chování33

34 ne. Můžete si vzpomenout na světlé oblečení z kohoutího peří, velký hřeben, ostruhy na nohou a hlasitý zpěv. Samci bažantů jsou ve srovnání s mnohem skromnějšími kuřaty velmi krásní. Špičáky horní čelisti a kly rostou zvláště silně u samců mrožů. Četné příklady vnějších rozdílů ve struktuře pohlaví se nazývají sexuální dimorfismus a jsou způsobeny jejich rolí v sexuálním výběru. Sexuální výběr je soutěž mezi samci o možnost rozmnožování. Tomuto účelu slouží zpěv, demonstrativní chování a námluvy. Mezi samci často dochází k potyčkám (obr. 1.8). U ptáků je párování v období rozmnožování doprovázeno pářením nebo pářením. Ukazování se projevuje ve skutečnosti, že pták zaujímá charakteristickou polohu těla, ve zvláštních pohybech, při rozvíjení a nafukování peří, ve vydávání zvláštních zvuků. Například tetřívci na lekech se v noci shromažďují ve skupinách po několika desítkách na lesních mýtinách. Vrchol proudu nastává v časných ranních hodinách. Mezi samci dochází k prudkým bojům, zatímco samice sedí na okrajích mýtiny nebo v křoví. V důsledku sexuální selekce nejaktivnější, nejzdravější a nejsilnější samci opouštějí své potomky, zbytek je vyloučen z reprodukce a jejich genotypy mizí z genofondu druhu. Obr Tetřev Obr Pohlavní dimorfismus ve struktuře primátů: A samec vorvaně, B samice vorvaně 34

35 Někdy se světlé hnízdící opeření objeví u zvířat pouze v období rozmnožování. Žábí samečci se ve vodě zbarvují do krásně jasně modré barvy. Jasné zbarvení samců a jejich demonstrativní chování je demaskuje od predátorů a zvyšuje pravděpodobnost smrti. To je však výhodné pro druh jako celek, protože samice zůstávají v období rozmnožování ve větším bezpečí. Souvislost mezi diskrétním vzhledem ptačích samic a péčí o jejich potomky je jasně patrná na příkladu phalarope, obyvatele našich severních šířek. U těchto ptáků inkubuje vajíčka pouze samec. Samice má mnohem světlejší barvu. Pohlavní dimorfismus a sexuální selekce jsou rozšířeny ve světě zvířat až po primáty (obr. 1.9). Tato forma výběru by měla být považována za zvláštní případ vnitrodruhového přirozeného výběru. Klíčové body 1. Přírodní výběr je jediný faktor, který směrově mění frekvenci genů v populacích. 2. Když se změní podmínky existence, způsobí hnací forma přirozeného výběru divergenci, která následně může vést ke vzniku nových druhů. Otázky k opakování a úkoly 1. Jaké formy přírodního výběru existují? 2. Za jakých podmínek prostředí funguje každá forma přírodního výběru? 3. Co je příčinou vzniku rezistence vůči pesticidům u mikroorganismů, zemědělských škůdců a dalších organismů? 4. Co je sexuální výběr? Pomocí slovní zásoby nadpisů „Terminologie“ a „Shrnutí“ přeložte odstavce „Kotevní body“ do angličtiny. Otázky do diskuze Co je podle vás hlavní hnací silou procesu divergence tvaru zobáku u Darwinových pěnkav? Může být stejný environmentální faktor v různých biotopech příčinou hnací a stabilizační selekce? Vysvětlete svou odpověď na příkladech Adaptace organismů na podmínky prostředí jako výsledek přirozeného výběru Druhy rostlin a živočichů jsou překvapivě přizpůsobeny podmínkám prostředí, ve kterém žijí. Je známo obrovské množství velmi různorodých strukturních rysů, které poskytují vysokou úroveň adaptability druhu na prostředí. Pojem „adaptabilita druhu“ zahrnuje nejen vnější charakteristiky, ale také shodu struktury vnitřních orgánů s funkcemi, které vykonávají, například dlouhý a složitý trávicí trakt zvířat, která jedí rostlinnou potravu (přežvýkavci). Souvztažnost fyziologických funkcí organismu na životní podmínky, jejich složitost a rozmanitost je rovněž zahrnuta do pojmu zdatnost. Adaptivní znaky stavby, barvy těla a chování zvířat. U zvířat je tvar těla adaptivní. Vzhled vodního savce je dobře znám35

36 hromadících se delfínů. Jeho pohyby jsou snadné a přesné. Rychlost samostatného pohybu ve vodě dosahuje 40 km/h. Často jsou popisovány případy, jak delfíni doprovázejí vysokorychlostní námořní plavidla, jako jsou torpédoborce, pohybující se rychlostí 65 km/h. Vysvětluje se to tím, že se delfíni přichytí na příď lodi a využívají hydrodynamickou sílu vln, které vznikají při pohybu lodi. Ale to není jejich přirozená rychlost. Hustota vody je 800krát vyšší než hustota vzduchu. Jak to delfín dokáže překonat? Kromě jiných strukturálních rysů přispívá tvar těla k ideální adaptaci delfína na jeho prostředí a životní styl. Tvar těla ve tvaru torpéda zabraňuje vzniku turbulencí ve vodních tocích obklopujících delfína. Aerodynamický tvar těla usnadňuje rychlý pohyb zvířat ve vzduchu. Letová a obrysová peří pokrývající ptačí tělo zcela vyhlazují jeho tvar. Ptáci nemají odstávající uši, za letu obvykle zatahují nohy. V důsledku toho jsou ptáci mnohem rychlejší než všechna ostatní zvířata. Například sokol stěhovavý se potápí za svou kořistí rychlostí až 290 km/h. Ptáci se rychle pohybují i ​​ve vodě. Pod vodou byl pozorován podbradník plující rychlostí asi 35 km/h. Rýžové rybky z houštin: 1 mořský koník, 2 klauni, 3 aluthera, 4 roury Zvířata, která vedou tajnůstkářský, číhající životní styl, mají užitečná zařízení, díky nimž se podobají předmětům v prostředí. Bizarní tvar těla ryb žijících v houštinách řas (obr. 1.10) jim pomáhá úspěšně se skrývat před nepřáteli. Podobnost s předměty v jejich prostředí je u hmyzu rozšířená. Jsou známi brouci, kteří svým vzhledem připomínají lišejníky; cikády, podobné trnům keřů, mezi nimiž žijí. Hmyz z tyčinek vypadá jako malá hnědá nebo zelená větvička (obr. 1.11) a hmyz orthoptera napodobuje list (obr. 1.12). Ryby, které vedou životní styl u dna, mají ploché tělo. Ochranné zbarvení slouží také jako prostředek ochrany před nepřáteli. Ptáci inkubující vejce na zemi splývají s okolním pozadím (obr. 1.13). Nenápadné a je jich 36

37 vajec s pigmentovanou skořápkou a z nich se líhnoucí mláďata (obr. 1.14). Ochranný charakter pigmentace vajíček potvrzuje fakt, že u druhů, jejichž vajíčka jsou nepřátelům velkých predátorů nedostupná, nebo u ptáků, kteří vejce kladou na kameny nebo je zahrabávají do země, nedochází k vytvoření ochranného zbarvení skořápky. Hmyz z rýžových tyčinek je tak podobný větvičce, že je téměř neviditelný. Housenky motýlů jsou často zelené, barva listů, nebo tmavé, barva kůry nebo země. Ryby na dně jsou obvykle zbarveny tak, aby ladily s barvou písčitého dna (rejnoci a platýs). Platýsy jsou zároveň schopné měnit barvu v závislosti na barvě okolního pozadí (obr. 1.15). Schopnost měnit barvu redistribucí pigmentu v kůži těla je známá také u suchozemských zvířat (chameleon). Pouštní zvířata mají obvykle žlutohnědou nebo pískově žlutou barvu. Jednobarevné ochranné zbarvení je charakteristické jak pro hmyz (kobylky) a malé ještěrky, tak pro velké kopytníky (antilopy) a dravce (lev). 37

38 Fík Eider na hnízdě Pokud pozadí prostředí nezůstává konstantní v závislosti na ročním období, mnoho zvířat změní barvu. Například obyvatelé středních a vysokých zeměpisných šířek (polární liška, zajíc, hranostaj, koroptev bílá) jsou v zimě bílí, což je činí ve sněhu neviditelnými. Často se však u zvířat vyskytuje barva těla, která se neskrývá, ale naopak přitahuje pozornost a demaskuje. Toto zbarvení je charakteristické pro jedovatý, pálící ​​nebo bodavý hmyz: včely, vosy, puchýřníky. Beruška, která je velmi nápadná, ptáci nikdy neklují kvůli jedovatému sekretu, který hmyz vylučuje. Nejedlé housenky a mnoho jedovatých hadů má jasné varovné barvy. Jasná barva předem varuje predátora před marností a nebezpečím útoku. Pomocí pokusů a omylů se predátoři rychle naučí vyhýbat se útoku na kořist varovnými barvami. Obr Ochranné zbarvení vajec a ptačích kuřat při chovu na zemi 38

40 hydroxid vápenatý, který se hromadí v trnech některých rostlin, je chrání před sežráním housenkami, plži a dokonce i hlodavci. Před mnoha nepřáteli je dobře chrání útvary v podobě tvrdého chitinózního krytu u členovců (brouci, krabi), schránek u měkkýšů, šupin u krokodýlů, schránek u pásovců a želv. Ke stejnému účelu slouží brka ježků a dikobrazů. Všechny tyto adaptace se mohly objevit pouze jako výsledek přirozeného výběru, tj. preferenčního přežití více chráněných jedinců. Obr Podobnost ve zbarvení vajec mezi různými poddruhy kukačky obecné a jejími hostitelskými ptáky Adaptivní chování má velký význam pro přežití organismů v boji o existenci. Kromě skrývání nebo demonstrativního, děsivého chování, když se přiblíží nepřítel, existuje mnoho dalších možností adaptivního chování, které zajistí přežití dospělých nebo mladistvých. To zahrnuje skladování potravin pro nepříznivé období roku. To platí zejména pro hlodavce. Například hraboš kořenový, běžný v zóně tajgy, sbírá obilná zrna, suchou trávu a kořeny až do hmotnosti 10 kg. Hrabaví hlodavci (krtonožci apod.) shromažďují kousky dubových kořenů, žaludů, brambor a stepního hrachu až do hmotnosti 14 kg. Pískomil velký, žijící v pouštích Střední Asie, na začátku léta seká trávu a zatahuje ji do děr nebo ji nechává na povrchu ve formě stohů. Toto krmivo se používá v druhé polovině léta, podzimu a zimy. Bobr říční sbírá odřezky stromů, větví apod., které umísťuje do vody poblíž svého domova. Tyto sklady mohou dosahovat objemu 20 m3. Potravu skladují i ​​dravá zvířata. Norek a některé fretky skladují žáby, hady, malá zvířata atd. Příkladem adaptivního chování je doba největší aktivity. V pouštích se mnoho zvířat vydává na lov v noci, když teplo opadne. Podpůrné body 1. Celá organizace jakéhokoli druhu živého organismu se přizpůsobuje podmínkám, ve kterých žije. 2. Adaptace organismů na jejich prostředí se projevují na všech úrovních organizace: biochemické, cytologické, histologické i anatomické. 3. Fyziologické adaptace jsou příkladem odrazu strukturálních rysů organizace v daných podmínkách existence. Otázky k opakování a zadání 1. Uveďte příklady adaptability organismů na životní podmínky. 40

41 2. Proč mají některé druhy zvířat jasné, demaskující barvy? 3. Co je podstatou fenoménu mimikry? 4. Jak se udržuje nízká početnost druhů imitátorů? 5. Vztahuje se přírodní výběr na chování zvířat? Dát příklad. Pomocí slovní zásoby nadpisů „Terminologie“ a „Shrnutí“ přeložte odstavce „Kotevní body“ do angličtiny. Rýže Samec jednoho z druhů perciformes nosí vajíčka v ústech 41

• ZÁKLADNÉ ÚDAJE oblasť výroby organokremičitých prípravkov Evoluční doktrína Evoluce je nevratný historický vývoj živé přírody. Stručná historie vývoje biologie v období před Darwinem Hlavním pojmem v biologii v období před Darwinem byl kreacionismus

  MOSKVA D R O f a 2007 V. B. ZACHAROV, S. G. MAMONTOV, N. I. SONIN, E. T. ZACHAROVA PROFIL BIOLOGIE ÚROVNĚ TŘÍDY UČEBNICE PRO VŠEOBECNĚ VZDĚLÁVACÍ INSTITUCE Edited by akademik Ruské akademie V. přírodních věd

  Vysvětlivka. Testovací úloha „Evidence of Evolution“ je určena k posílení látky v lekci

Aktuální strana: 1 (kniha má celkem 18 stran) [dostupná pasáž čtení: 12 stran]

písmo:

100% +

V. B. Zakharov, S. G. Mamontov, N. I. Sonin, E. T. Zakharova
Biologie. Obecná biologie. Úroveň profilu. Stupeň 10

Předmluva

Naši dobu charakterizuje stále větší vzájemná závislost lidí. Život člověka, jeho zdraví, pracovní a životní podmínky téměř zcela závisí na správnosti rozhodnutí tolika lidí. Činnosti jednotlivce také ovlivňují osud mnoha lidí. Proto je velmi důležité, aby se věda o živé přírodě stala nedílnou součástí světového názoru každého člověka bez ohledu na jeho specializaci. Stavební inženýr, procesní inženýr, rekultivační inženýr potřebuje znalosti z biologie stejně jako lékař nebo agronom, protože jen v tomto případě pochopí důsledky své výrobní činnosti pro přírodu a člověka. Biologické znalosti jako důležitou součást univerzálního kulturního dědictví potřebují i ​​zástupci humanitních věd. Ve všech staletích se debaty mezi filozofy a teology, vědci a šarlatány zpívaly o poznání živé přírody. Představy o podstatě života sloužily jako základ mnoha světonázorových konceptů.

Cílem autorů této knihy je podat představu o stavbě živé hmoty, jejích nejobecnějších zákonitostech, představit rozmanitost života a historii jeho vývoje na Zemi. Zvláštní pozornost je věnována analýze vztahů mezi organismy a podmínek udržitelnosti ekologických systémů. Velký prostor v řadě oddílů je věnován představení obecných biologických zákonitostí jako nejobtížněji pochopitelných. Ostatní části poskytují pouze nejnutnější informace a pojmy.

Existuje celá řada problémů, se kterými se při čtení této knihy seznámíte. Ne všechny však mohly být dostatečně podrobně popsány. Není to náhodné – složitost a rozmanitost života jsou tak velké, že některým jeho jevům teprve začínáme rozumět, zatímco jiné teprve čekají na studium. Tato kniha se dotýká pouze důležitých otázek organizace živých systémů, jejich fungování a vývoje. Pro podrobnější seznámení s určitou problematikou biologie je na konci učebnice uveden seznam doplňkové literatury.

Vzdělávací materiál v knize se skládá z oddílů včetně kapitol; Ve většině kapitol je zpravidla několik odstavců, které pojednávají o určitých konkrétních tématech. Na konci odstavce je shrnutí v angličtině. Jako doplňkový výukový materiál jsou součástí textu příručky malé dvojjazyčné slovníčky, které umožňují studovat biologickou terminologii v ruštině a angličtině a opakovat probranou látku. Nadpisy „Zaměřovací body“ a „Otázky ke kontrole“ vám umožní znovu věnovat pozornost nejdůležitějším bodům probírané látky. Pomocí slovní zásoby slovníku a shrnutí můžete bez větších potíží přeložit text Anchor Points do angličtiny. Sekce „Otázky k diskuzi“ obsahuje dvě nebo tři otázky, k jejichž zodpovězení je v některých případech nutné použít další literaturu. Mohou být použity pro nepovinné nebo hloubkové studium tématu. Za stejným účelem jsou na konci každé kapitoly uvedeny „Problémové oblasti“ a „Aplikované aspekty“ studovaného vzdělávacího materiálu.

Každá kapitola je zakončena seznamem základních ustanovení nezbytných k zapamatování a také úkolů pro samostatnou práci na základě získaných znalostí.

Autoři vyjadřují vděčnost M. T. Grigorievové za přípravu anglického textu a také Yu. P. Daškevičovi, profesoru N. M. Černovové a doktoru lékařských věd A. G. Mustafinovi za cenné připomínky, které vznesli při přípravě druhého vydání.

Akademik Ruské akademie přírodních věd, profesor V. B. Zacharov

Úvod

Biologie je věda o životě. Jeho název vznikl spojením dvou řeckých slov: bios (život) a logos (slovo, nauka). Biologie studuje strukturu, projevy vitální činnosti a stanoviště všech živých organismů: bakterií, hub, rostlin, zvířat, lidí.

Život na Zemi je reprezentován mimořádnou rozmanitostí forem, mnoha druhy živých bytostí. V současné době je již známo asi 600 tisíc druhů rostlin, více než 2,5 milionu druhů živočichů, velké množství druhů hub a prokaryot obývajících naši planetu. Vědci neustále objevují a popisují nové druhy, existující v moderních podmínkách i vyhynulé v minulých geologických dobách.

Objevování obecných vlastností živých organismů a vysvětlování důvodů jejich rozmanitosti, identifikace souvislostí mezi strukturou a podmínkami prostředí patří k hlavním úkolům biologie. Významné místo v této vědě zaujímá problematika vzniku a zákonitostí vývoje života na Zemi – nauka o evoluci. Pochopení těchto zákonitostí je základem vědeckého vidění světa a je nezbytné pro řešení praktických problémů.

Biologie se dělí na samostatné vědy podle předmětu studia.

Mikrobiologie tedy studuje svět bakterií; botanika studuje stavbu a životní funkce zástupců rostlinné říše; zoologie - živočišné říše aj. Současně se rozvíjejí oblasti biologie, které studují obecné vlastnosti živých organismů: genetika - zákonitosti dědičnosti znaků, biochemie - způsoby přeměn organických molekul, ekologie - vztah populací k životní prostředí. Fyziologie studuje funkce živých organismů.

V souladu s úrovní organizace živé hmoty se rozlišovaly vědní obory jako molekulární biologie, cytologie - studium buněk, histologie - studium tkání atd.

Biologie používá různé metody. Jedním z nejdůležitějších je historický, který slouží jako základ pro pochopení získaných faktů. Tradiční metoda zahrnuje deskriptivní metodu; Široce se používají instrumentální metody: mikroskopie (světlooptická a elektronová), elektrografie, radar atd.

V nejrozmanitějších oblastech biologie stále více narůstá význam hraničních oborů, které propojují biologii s dalšími vědami - fyzikou, chemií, matematikou, kybernetikou atd. Tak vznikla biofyzika, biochemie, bionika.

Vznik života a fungování živých organismů určují přírodní zákony. Znalost těchto zákonitostí umožňuje nejen vytvořit si přesný obraz světa, ale také je využít pro praktické účely.

Nedávné úspěchy v biologii vedly ke vzniku zásadně nových směrů ve vědě, které se staly samostatnými sekcemi v komplexu biologických disciplín. Objev molekulární struktury strukturních jednotek dědičnosti (genů) tedy posloužil jako základ pro vytvoření genetického inženýrství. Pomocí jejích metod jsou vytvářeny organismy s novými kombinacemi dědičných vlastností a vlastností, včetně těch, které se v přírodě nevyskytují. Praktická aplikace výdobytků moderní biologie již umožňuje získat průmyslově významná množství biologicky aktivních látek.

Na základě studia vztahů mezi organismy byly vytvořeny biologické metody hubení škůdců plodin. Mnoho adaptací živých organismů sloužilo jako modely pro návrh účinných umělých struktur a mechanismů. Přitom neznalost či neznalost biologických zákonů vede k vážným následkům jak pro přírodu, tak pro člověka. Nastal čas, kdy bezpečnost světa kolem nás závisí na chování každého z nás. Dobře regulovat motor automobilu, zabránit vypouštění toxického odpadu do řeky, zajistit obtokové kanály pro ryby v projektu vodní elektrárny, odolat touze sbírat kytici divokých květin - to vše pomůže zachovat životní prostředí, životní prostředí náš život.

Výjimečná schopnost živé přírody zotavit se vytvořila iluzi její nezranitelnosti vůči ničivým vlivům lidí a neomezenosti jejích zdrojů. Nyní víme, že to není pravda. Proto musí být všechny lidské ekonomické aktivity nyní budovány s ohledem na principy organizace biosféry.

Význam biologie pro člověka je obrovský. Obecné biologické zákony se používají k řešení různých problémů v mnoha odvětvích národního hospodářství. Díky znalosti zákonitostí dědičnosti a proměnlivosti bylo v zemědělství dosaženo velkých úspěchů při vytváření nových vysoce užitkových plemen domácích zvířat a odrůd kulturních rostlin. Vědci vyvinuli stovky odrůd obilovin, luštěnin, olejnin a dalších plodin, které se od svých předchůdců liší vysokou produktivitou a dalšími užitečnými vlastnostmi. Na základě těchto poznatků se provádí selekce mikroorganismů, které produkují antibiotika.

Velký význam je v biologii přikládán řešení problémů spojených s objasněním jemných mechanismů biosyntézy bílkovin, tajemství fotosyntézy, které otevřou cestu k syntéze organických živin mimo rostlinné a živočišné organismy. Využití principů organizace živých bytostí (bionika) v průmyslu (ve stavebnictví, při vytváření nových strojů a mechanismů) navíc v současnosti přináší a v budoucnu přinese významný ekonomický efekt.

V budoucnu praktický význam biologie ještě poroste. Je to způsobeno rychlým růstem populace planety a také stále rostoucím počtem obyvatel měst, kteří se přímo nezabývají zemědělskou výrobou. V takové situaci může být základem pro zvýšení množství potravinových zdrojů pouze intenzifikace zemědělství. Důležitou roli v tomto procesu bude hrát vývoj nových vysoce produktivních forem mikroorganismů, rostlin a živočichů a také racionální, vědecky podložené využívání přírodních zdrojů.

Sekce 1. Vznik a počáteční fáze vývoje života na Zemi

Člověk se vždy snažil porozumět světu kolem sebe a určit si místo, které v něm zaujímá. Jak vznikla moderní zvířata a rostliny? Co vedlo k jejich úžasné rozmanitosti? Jaké jsou důvody mizení fauny a flóry dávných časů? Jaké jsou budoucí cesty vývoje života na Zemi? Zde je jen několik otázek z obrovského množství záhad, jejichž řešení lidstvo vždy znepokojovalo. Jedním z nich je úplný začátek života. Otázka původu života ve všech dobách, v průběhu dějin lidstva, byla nejen ve vzdělávacím zájmu, ale měla také velký význam pro formování světového názoru lidí.

Kapitola 1. Rozmanitost živého světa. Základní vlastnosti živé hmoty

Mocná příroda je plná, plná zázraků.

A. S. Puškin

První živé bytosti se na naší planetě objevily asi před 3 miliardami let. Z těchto raných forem vzešlo nespočet druhů živých organismů, které poté, co se objevily, vzkvétaly po více či méně dlouhou dobu a pak vymřely. Z již existujících forem se vyvinuly moderní organismy, které vytvořily čtyři říše živé přírody: více než 2,5 milionu druhů zvířat, 600 tisíc druhů rostlin, značné množství různých hub a také mnoho prokaryotických organismů.

Svět živých bytostí, včetně lidí, je reprezentován biologickými systémy různých strukturních organizací a různých úrovní podřízenosti nebo konzistence. Je známo, že všechny živé organismy se skládají z buněk. Buňka může být například buď samostatný organismus, nebo část mnohobuněčné rostliny nebo živočicha. Může být velmi jednoduše strukturovaný, jako bakteriální, nebo mnohem složitější, jako buňky jednobuněčných živočichů – prvoků. Jak bakteriální buňka, tak buňka prvoka představují celý organismus schopný vykonávat všechny funkce nezbytné k zajištění života. Ale buňky, které tvoří mnohobuněčný organismus, jsou specializované, to znamená, že mohou vykonávat pouze jednu funkci a nejsou schopny samostatně existovat mimo tělo. U mnohobuněčných organismů vede propojení a vzájemná závislost mnoha buněk k vytvoření nové kvality, která není ekvivalentní jejich prostému součtu. Prvky organismu – buňky, tkáně a orgány – dohromady netvoří úplný organismus. Teprve jejich spojení v pořadí historicky stanoveném v procesu evoluce, jejich vzájemné působení, tvoří celistvý organismus, který se vyznačuje určitými vlastnostmi.

Divoká zvěř je složitě organizovaný hierarchický systém (obr. 1.1). Biologové na základě zvláštností projevu vlastností živých věcí rozlišují několik úrovní organizace živé hmoty.

1. Molekulární

Jakýkoli živý systém, bez ohledu na to, jak složitě organizovaný může být, funguje na úrovni interakce biologických makromolekul: nukleových kyselin, proteinů, polysacharidů a dalších důležitých organických látek. Od této úrovně začínají nejdůležitější životní procesy těla: metabolismus a přeměna energie, přenos dědičných informací atd.

2. Buněčný

Buňka je stavební a funkční jednotka, stejně jako jednotka rozmnožování a vývoje všech živých organismů žijících na Zemi. Neexistují žádné nebuněčné formy života a existence virů toto pravidlo jen potvrzuje, protože vlastnosti živých systémů mohou vykazovat pouze v buňkách.

Rýže. 1.1. Úrovně organizace živé hmoty (na příkladu jednotlivého organismu). Tělo, stejně jako celá živá příroda, je postaveno na hierarchickém principu

3. Tkanina

Tkáň je soubor strukturně podobných buněk a mezibuněčných substancí, spojených společnou funkcí.

4. Varhany

U většiny zvířat je orgán strukturní a funkční kombinací několika typů tkání. Například lidská kůže jako orgán zahrnuje epitel a pojivovou tkáň, které společně plní řadu funkcí. Mezi nimi je nejdůležitější ochranný.

5. Organické

Organismus je integrální jednobuněčný nebo mnohobuněčný živý systém schopný samostatné existence. Mnohobuněčný organismus je tvořen souborem tkání a orgánů specializovaných k plnění různých funkcí.

6. Populace-druhy

Soubor organismů stejného druhu, sjednocených společným biotopem, vytváří populaci jako systém supraorganismů. V tomto systému se provádějí nejjednodušší, elementární evoluční přeměny.

7. Biogeocenotické

Biogeocenóza je soubor organismů různých druhů a různé složitosti organizace se všemi faktory jejich specifického prostředí - složky atmosféry, hydrosféry a litosféry. Zahrnuje: anorganické a organické látky, autotrofní a heterotrofní organismy. Hlavní funkce biogeocenózy jsou akumulace a redistribuce energie.

8. Biosféra

Biosféra je nejvyšší úrovní organizace života na naší planetě. Rozlišuje se Živá hmota- souhrn všech živých organismů, neživý, nebo inertní, hmota A bioinertní látka. Biomasa živé hmoty je podle hrubých odhadů asi 2,5 × 10 12 t. Navíc biomasa organismů žijících na souši je z 99,2 % zastoupena zelenými rostlinami. Na úrovni biosféry dochází k cirkulaci látek a přeměně energie spojené s životní činností všech živých organismů žijících na Zemi.

Každý živý organismus představuje víceúrovňový systém s různou mírou složitosti a koordinace. Všechny známky vitální činnosti – metabolismus, přeměna energie a přenos genetické informace – začínají interakcemi makromolekul. Avšak pouze buňku, kde procesy interakcí mezi molekulami probíhají v prostorovém řádu, lze považovat za strukturní a fungující jako jednotku živých organismů. V mnohobuněčných tělech koordinovaná činnost mnoha buněk umožňuje vznik kvalitativně nových útvarů – tkání a orgánů, specializovaných na určité funkce organismu.

Kotevní body

1. Organické molekuly tvoří většinu sušiny buňky.

2. Nukleové kyseliny zajišťují ukládání a přenos dědičné informace ve všech buňkách.

3. Metabolické procesy jsou založeny na vzájemných interakcích organických molekul.

4. Buňka je nejmenší strukturní a funkční jednotkou organizace živých organismů.

5. Vznik tkání a orgánů u mnohobuněčných živočichů a rostlin znamenal specializaci částí těla podle funkcí, které vykonávaly.

6. Integrace orgánů do systémů vedla k ještě většímu posílení tělesných funkcí.

Zkontrolujte otázky a úkoly

1. Co jsou organické molekuly a jaká je jejich role při zajišťování metabolických procesů v živých organismech?

2. Jaké jsou zásadní rozdíly mezi buňkami živých organismů patřících do různých říší přírody?

3. Co je podstatou cytologických, histologických a anatomických metod studia živé hmoty?

4. Co se nazývá biogeocenóza?

5. Jak můžete charakterizovat biosféru Země?

6. Jaké metabolické procesy probíhají na úrovni biosféry? Jaký je jejich zásadní význam pro živé organismy žijící na naší planetě?

Pomocí slovní zásoby nadpisů „Terminologie“ a „Shrnutí“ přeložte odstavce „Kotevní body“ do angličtiny.

Terminologie

Pro každý termín uvedený v levém sloupci vyberte odpovídající definici uvedenou v pravém sloupci v ruštině a angličtině.

Vyberte správnou definici každého termínu v levém sloupci z anglických a ruských variant uvedených v pravém sloupci.

Otázky k diskusi

V čem je podle vás potřeba rozlišovat různé úrovně organizace živé hmoty?

Upřesněte kritéria pro identifikaci různých úrovní organizace živé hmoty.

Co je podstatou základních vlastností živých věcí na různých úrovních organizace?

Jak se biologické systémy liší od neživých objektů?

Podívejme se podrobněji na kritéria, která odlišují živé systémy od objektů neživé přírody, a na hlavní charakteristiky životních procesů, které rozlišují živou hmotu na zvláštní formu existence hmoty.

Vlastnosti chemického složení.Živé organismy obsahují stejné chemické prvky jako neživé předměty. Poměr různých prvků v živých a neživých věcech však není stejný. Elementární složení neživé přírody je spolu s kyslíkem zastoupeno především křemíkem, železem, hořčíkem, hliníkem atd. V živých organismech tvoří 98 % chemického složení čtyři prvky - uhlík, kyslík, dusík a vodík. V živých tělech se však tyto prvky podílejí na tvorbě složitých organických molekul, jejichž rozložení v neživé přírodě je zásadně odlišné, a to jak co do množství, tak i podstaty. Naprostá většina organických molekul v životním prostředí jsou odpadní produkty organismů.

Živá hmota obsahuje několik hlavních skupin organických molekul, které se vyznačují určitými specifickými funkcemi a většina z nich představuje nepravidelné polymery. Za prvé se jedná o nukleové kyseliny - DNA a RNA, jejichž vlastnosti poskytují jevy dědičnosti a variability a také sebereprodukce. Za druhé jsou to proteiny – hlavní strukturální složky a biologické katalyzátory. Za třetí, sacharidy a tuky jsou strukturální složky biologických membrán a buněčných stěn, hlavní zdroje energie nezbytné pro podporu životně důležitých procesů. A konečně obrovská skupina různorodých takzvaných „malých molekul“, které se účastní četných a různorodých metabolických procesů v živých organismech.

Metabolismus. Všechny živé organismy jsou schopny látkové výměny s prostředím, absorbují z něj látky potřebné pro výživu a vylučují odpadní látky.

V neživé přírodě dochází také k výměně látek, při nebiologickém koloběhu látek se však převážně jen jednoduše přenášejí z jednoho místa na druhé nebo se mění jejich stav agregace: např. vymývání půdy, přeměna vody na pára nebo led.

Na rozdíl od metabolických procesů v neživé přírodě mají v živých organismech kvalitativně jinou úroveň. V koloběhu organických látek se nejvýznamnějšími procesy staly přeměny látek - procesy syntézy a rozkladu.

Živé organismy absorbují různé látky z prostředí. Vlivem řady složitých chemických přeměn dochází k přeskupování látek z prostředí na látky charakteristické pro daný živý organismus. Tyto procesy se nazývají asimilace nebo výměna plastu.

Rýže. 1.2. Metabolismus a přeměna energie na úrovni těla

Druhá strana metabolismu – procesy disimilace, v důsledku čehož se složité organické sloučeniny rozkládají na jednoduché, přičemž se ztrácí jejich podobnost s tělesnými látkami a uvolňuje se energie nezbytná pro biosyntetické reakce. Proto se nazývá disimilace energetický metabolismus(obr. 1.2).

Metabolismus zajišťuje homeostáze těla, tedy neměnnost chemického složení a struktury všech částí těla a v důsledku toho stálost jejich fungování v neustále se měnících podmínkách prostředí.

Jediný princip strukturální organizace. Všechny živé organismy, bez ohledu na to, do jaké systematické skupiny patří, mají buněčná struktura. Buňka, jak již bylo zmíněno výše, je jedinou strukturní a funkční jednotkou a také jednotkou vývoje všech obyvatel Země.

Reprodukce. Na úrovni organismu se sebereprodukce neboli rozmnožování projevuje ve formě nepohlavního nebo sexuálního rozmnožování jedinců. Když se živé organismy rozmnožují, potomci se obvykle podobají svým rodičům: kočky rozmnožují koťata, psi rozmnožují štěňata. Ze semen topolu opět vyroste topol. Rozdělením jednobuněčného organismu – améby – dochází ke vzniku dvou améb, zcela podobných mateřské buňce.

Tím pádem, reprodukce – To je schopnost organismů reprodukovat svůj vlastní druh.

Díky rozmnožování jsou nejen celé organismy, ale i buňky, buněčné organely (mitochondrie, plastidy atd.) po rozdělení podobné svým předchůdcům. Z jedné molekuly DNA se při jejím zdvojení vytvoří dvě dceřiné molekuly, které zcela opakují tu původní.

Samoreprodukce je založena na reakcích syntézy matrice, tj. vytváření nových molekul a struktur na základě informací obsažených v nukleotidové sekvenci DNA. Samoreprodukce je tedy jednou z hlavních vlastností živých tvorů, která úzce souvisí s fenoménem dědičnosti.

Dědičnost. Dědičnost je schopnost organismů přenášet své vlastnosti, vlastnosti a vývojové charakteristiky z generace na generaci. Znak je jakýkoli strukturní znak na různých úrovních organizace živé hmoty a vlastnostmi se rozumí funkční znaky založené na konkrétních strukturách. Dědičnost je určena specifickou organizací genetické substance (genetický aparát) – genetický kód. Genetický kód je chápán jako taková organizace molekul DNA, ve které sekvence nukleotidů v něm určuje pořadí aminokyselin v molekule proteinu. Fenomén dědičnosti je zajištěn stabilitou molekul DNA a reprodukcí její chemické struktury (reduplikace) s vysokou přesností. Dědičnost zajišťuje materiální kontinuitu (tok informací) mezi organismy po řadu generací.

Variabilita. Tato vlastnost je jakoby opakem dědičnosti, ale zároveň s ní úzce souvisí, neboť se tím mění dědičné sklony – geny, které určují vývoj určitých vlastností. Pokud by reprodukce matric - molekul DNA - probíhala vždy s absolutní přesností, pak by při reprodukci organismů existovala kontinuita pouze dříve existujících znaků a adaptace druhů na měnící se podmínky prostředí by byla nemožná. Proto, variabilita – Jedná se o schopnost organismů získávat nové vlastnosti a vlastnosti v důsledku změn ve struktuře dědičného materiálu nebo vzniku nových kombinací genů.

Variabilita vytváří rozmanitý materiál pro přirozený výběr, tedy výběr nejvíce přizpůsobených jedinců konkrétním podmínkám existence v přírodních podmínkách. A to zase vede ke vzniku nových forem života, nových druhů organismů.

Růst a vývoj. Schopnost vývoje je univerzální vlastností hmoty. Vývoj je chápán jako nevratná, řízená, přirozená změna objektů živé i neživé přírody. V důsledku vývoje vzniká nový kvalitativní stav předmětu, v důsledku čehož se mění jeho složení nebo struktura. Je představen vývoj živé formy existence hmoty individuální rozvoj, nebo ontogeneze, A historický vývoj, nebo fylogeneze.

V průběhu ontogeneze se postupně a důsledně objevují jednotlivé vlastnosti organismů. To je založeno na postupné implementaci dědických programů. Vývoj je doprovázen růstem. Bez ohledu na způsob rozmnožování dědí všichni dceřiní jedinci z jedné zygoty nebo spory, pupenu nebo buňky pouze genetickou informaci, tedy schopnost vykazovat určité vlastnosti. V procesu vývoje vzniká specifická strukturní organizace jedince a nárůst jeho hmoty je dán reprodukcí makromolekul, elementárních struktur buněk i buněk samotných.

Fylogeneze neboli evoluce je nevratný a řízený vývoj živé přírody, doprovázený tvorbou nových druhů a progresivními komplikacemi života. Výsledkem evoluce je veškerá rozmanitost živých organismů na Zemi.

Podrážděnost. Jakýkoli organismus je neoddělitelně spjat s prostředím: získává z něj živiny, je vystaven nepříznivým faktorům prostředí, interaguje s jinými organismy atd. V procesu evoluce si živé organismy vyvinuly a upevnily schopnost selektivně reagovat na vnější vlivy. Tato vlastnost se nazývá podrážděnost. Jakákoli změna podmínek prostředí obklopujících organismus představuje ve vztahu k organismu podráždění a jeho reakce na vnější podněty slouží jako indikátor jeho citlivosti a projevu podrážděnosti.

Reakce mnohobuněčných živočichů na podráždění se provádí prostřednictvím nervového systému a je tzv reflex.

Reflexy postrádají i organismy, které nemají nervový systém, jako jsou prvoci nebo rostliny. Jejich reakce, vyjádřené ve změnách charakteru pohybu nebo růstu, se obvykle nazývají taxíky nebo tropismy, přidání názvu podnětu při jejich označení. Například fototaxe je pohyb směrem ke světlu; Chemotaxe je pohyb organismu ve vztahu ke koncentraci chemikálií. Každý typ taxíků může být pozitivní nebo negativní v závislosti na tom, zda podnět působí na tělo atraktivním nebo odpudivým způsobem.

Tropismus označuje určitý růstový vzorec, který je charakteristický pro rostliny. Heliotropismus (z řeckého helios - Slunce) tedy znamená růst nadzemních částí rostlin (stonků, listů) ke Slunci a geotropismus (z řeckého geo - Země) znamená růst podzemních částí (kořenů) směrem ke Slunci. střed Země.

Rostliny jsou také charakterizovány nastia– pohyby částí rostlinného organismu, například pohyb listů během denního světla v závislosti na poloze Slunce na obloze, otevírání a zavírání koruny květu atd.

Diskrétnost. Samotné slovo diskrétnost pochází z latinského discretus, což znamená nespojitý, rozdělený. Diskrétnost je univerzální vlastností hmoty. Z kurzu fyziky a obecné chemie je tedy známo, že každý atom se skládá z elementárních částic, že ​​atomy tvoří molekulu. Jednoduché molekuly jsou součástí komplexních sloučenin nebo krystalů atd.

Život na Zemi se také objevuje v diskrétních formách. To znamená, že jednotlivý organismus nebo jiný biologický systém (druh, biocenóza atd.) se skládá ze samostatných izolovaných, tedy izolovaných nebo prostorově omezených, ale přesto úzce spojených a vzájemně se ovlivňujících částí, tvořících strukturální a funkční jednotu. Například jakýkoli druh organismu zahrnuje jednotlivé jedince. Tělo vysoce organizovaného jedince tvoří prostorově omezené orgány, které se zase skládají z jednotlivých buněk. Energetický aparát buňky představují jednotlivé mitochondrie, aparát pro syntézu bílkovin ribozomy atd., až po makromolekuly, z nichž každá může plnit svou funkci pouze při prostorové izolaci od ostatních.

Diskrétní struktura organismu je základem jeho strukturního řádu. Vytváří možnost neustálé sebeobnovy výměnou „opotřebovaných“ strukturních prvků (molekuly, enzymy, buněčné organely, celé buňky) bez zastavení vykonávané funkce. Diskrétnost druhu předurčuje možnost jeho evoluce prostřednictvím smrti nebo eliminace nepřizpůsobených jedinců z reprodukce a zachování jedinců s vlastnostmi užitečnými pro přežití.

Autoregulace. Jedná se o schopnost živých organismů žijících v neustále se měnících podmínkách prostředí udržet si stálost svého chemického složení a intenzitu fyziologických procesů - homeostáze. V tomto případě nedostatek jakýchkoli živin z okolí mobilizuje vnitřní zdroje těla a nadbytek způsobuje ukládání těchto látek. Takové reakce se provádějí různými způsoby díky činnosti regulačních systémů - nervových, endokrinních a některých dalších. Signálem pro zapnutí určitého regulačního systému může být změna koncentrace látky nebo stavu systému.

Rytmus. Periodické změny v prostředí mají hluboký dopad na divokou zvěř a na vlastní rytmy živých organismů.

V biologii je rytmičnost chápána jako periodické změny intenzity fyziologických funkcí a formativních procesů s různou periodou oscilace (od několika sekund až po rok a století). Cirkadiánní rytmy spánku a bdění u lidí jsou dobře známé; sezónní rytmy aktivity a hibernace u některých savců (sysel, ježci, medvědi) a mnoha dalších (obr. 1.3).

Rytmus je zaměřen na koordinaci funkcí těla s prostředím, to znamená na přizpůsobení se periodicky se měnícím podmínkám existence.

Energetická závislost.Živá těla jsou systémy, které jsou „otevřené“ energii. Tento koncept je vypůjčen z fyziky. „Otevřenými“ systémy rozumíme dynamické systémy, tedy systémy, které nejsou v klidu, stabilní pouze za podmínky nepřetržitého přístupu k energii a hmotě zvenčí. Živé organismy tedy existují tak dlouho, dokud přijímají hmotu ve formě potravy z prostředí a energie. Je třeba si uvědomit, že živé organismy jsou na rozdíl od předmětů neživé přírody od okolí omezeny membránami (vnější buněčná membrána u jednobuněčných organismů, krycí tkáň u mnohobuněčných organismů). Tyto membrány komplikují výměnu látek mezi tělem a vnějším prostředím, minimalizují ztráty hmoty a udržují prostorovou jednotu systému.

11. vyd., vymazáno. - M.: 2015 - 328 s.

Předkládá materiál o vzniku života na Zemi, stavbě buněk, rozmnožování a individuálním vývoji organismů, o základech dědičnosti a proměnlivosti. V souladu s úspěchy vědy je zvažována doktrína evolučního vývoje organického světa a je prezentován materiál o základech ekologie. Vzhledem k rostoucímu významu moderních metod šlechtění, biotechnologií a ochrany životního prostředí byla prezentace této problematiky rozšířena. Je uveden věcný materiál o důsledcích antropogenního znečištění životního prostředí. Odpovídá současnému federálnímu státnímu vzdělávacímu standardu pro střední odborné vzdělávání nové generace. Pro studenty vzdělávacích institucí realizujících programy středního odborného vzdělávání.

Formát: djvu

Velikost: 4,8 MB

Stažení: 09.02.2016 odkaz odstraněn na žádost nakladatelství "Knorus"

OBSAH
Předmluva
Úvod
Vznik a počáteční fáze vývoje života na Zemi
Rozmanitost živého světa. Základní vlastnosti živých organismů
Vznik života na Zemi
Nauka o buňce
Chemická organizace buňky
Metabolismus a přeměna energie v buňce
Struktura a funkce buňky
Rozmnožování a individuální vývoj organismů
Rozmnožování živých organismů
Individuální vývoj organismů (ontogeneze)
Základy genetiky a selekce
Základní pojmy genetiky
Vzorce dědičnosti vlastností
Vzorce variability
Selekce rostlin, živočichů a mikroorganismů
Nauka o vývoji organického světa
Vývoj biologie v předdarwinovské době
Teorie Charlese Darwina o původu druhů přírodním výběrem
Adaptace organismů na podmínky prostředí jako výsledek přirozeného výběru
Typ, jeho kritéria a struktura
Mikroevoluce
Biologické důsledky získávání adaptací. Makroevoluce
Vývoj života na Zemi
Lidský původ
Vztahy mezi organismem a prostředím. Základy ekologie
Biosféra, její struktura a funkce
Základy ekologie
Biosféra a člověk. Noosféra
Bionika
Závěr
Literatura
Předmětový rejstřík

Učebnice seznamuje žáky s nejdůležitějšími zákonitostmi živého světa. Dává představu o vývoji organického světa, vztahu mezi organismem a prostředím.
Učebnice je určena studentům 11. ročníku všeobecně vzdělávacích institucí.

Předkládá materiál o vzniku života na Zemi, stavbě buněk, rozmnožování a individuálním vývoji organismů, o základech dědičnosti a proměnlivosti. V souladu s úspěchy vědy je zvažována doktrína evolučního vývoje organického světa a je prezentován materiál o základech ekologie. Vzhledem k rostoucímu významu moderních metod šlechtění, biotechnologií a ochrany životního prostředí byla prezentace této problematiky rozšířena. Je uveden věcný materiál o důsledcích antropogenního znečištění životního prostředí. Odpovídá současnému federálnímu státnímu vzdělávacímu standardu pro střední odborné vzdělávání nové generace.
Pro studenty vzdělávacích institucí realizujících programy středního odborného vzdělávání.

Stáhněte si a přečtěte si učebnici obecné biologie, Mamontov S.G., Zakharov V.B., 2015

Příručka obsahuje odpovědi na otázky k odstavcům v učebnici V. B. Zacharova, S. G. Mamontova, N. I. Sonina „Obecná biologie. Třída 11".

Příručka je určena žákům 11. ročníku, kteří studují obecnou biologii pomocí této učebnice.

Stáhněte si a přečtěte si GDZ z biologie pro 11. ročník 2005 pro „Učebnici. Obecná biologie. 11. třída, Zakharov V.B., Mamontov S.G., Sonin N.I.“

Manuál obsahuje odpovědi na otázky o odstavcích v učebnici V.B. Zakharova, S.G. Mamontová, N.I. Sonin „Obecná biologie. Stupeň 10".
Příručka vám usnadní plnění domácích úkolů a opakování studijní látky při přípravě na zkoušky, a pokud jste nuceni zameškat výuku, pomůže vám samostatně porozumět studijní látce.

Stáhněte si a přečtěte si GDZ v biologii, ročník 10, Zakharov V.B., Zakharova E.T., Petrov D.Yu., 2005, k učebnici biologie pro ročník 10, Zakharov V.B., Mamontov S.G., Sonin N.I.

Živé věci jsou zastoupeny mimořádnou rozmanitostí forem, mnoha druhy živých organismů. Z kurzu „Rozmanitost živých organismů“ si pamatujete, že v současné době je již známo asi 350 tisíc druhů rostlin a asi 2 miliony druhů živočichů obývajících naši planetu. A to nepočítám plísně a bakterie! Kromě toho vědci neustále popisují nové druhy – dnes existující i vyhynulé v minulých geologických dobách. Identifikace a vysvětlení obecných vlastností a důvodů diverzity živých organismů je úkolem obecné biologie a cílem této učebnice. Významné místo mezi problémy, kterými se zabývá obecná biologie, zaujímá problematika vzniku života na Zemi a zákonitostí jeho vývoje, jakož i vzájemného vztahu různých skupin živých organismů a jejich interakce s prostředím.

Stáhněte si a přečtěte si Biologie, stupeň 9, Obecné vzorce, Mamontov S.G., Zakharov V.B., Agafonova I.B., Sonin N.I.

Příručka obsahuje odpovědi na otázky k odstavcům v učebnici V. B. Zacharova, S. G. Mamontova, N. I. Sonina „Obecná biologie. Stupeň 10".
Příručka vám usnadní plnění domácích úkolů a opakování studijní látky při přípravě na zkoušky, a pokud jste nuceni zameškat výuku, pomůže vám samostatně porozumět studijní látce.
Příručka je určena žákům 10. ročníku, kteří studují obecnou biologii pomocí této učebnice.

Stáhněte si a přečtěte si GDZ v biologii, ročník 10, Zakharov V.B., Petrov D.Yu., 2005, k učebnici biologie pro ročník 10, Zakharov V.B., Sonin N.I., Mamontov S.G.

Pracovní sešit je doplňkem k učebnicím V.B.Zacharova, S.G. Mamontov, N. I. Sonina, E. T. Zakharova „Biologie. Obecná biologie. Profilová úroveň, ročník 10“ a „Biologie, Obecná biologie. Úroveň profilu. Třída 11".

Pracovní sešit vám umožní lépe si osvojit, systematizovat a upevnit znalosti získané studiem látky v učebnici.

Na konci sešitu jsou „Výcvikové úkoly“, sestavené podle formuláře a zohledňující požadavky jednotné státní zkoušky, které studentům pomohou lépe porozumět obsahu kurzu.

Kupte si papír nebo e-knihu a stáhněte si a přečtěte si Biologie, Obecná biologie, Úroveň profilu, 11. třída, Zakharov V.B., Mamontov S.G., Sonin N.I., 2010