Презентация на тему «Эволюционная теория Дарвина»

Слайд 1. Эволюционная теория Дарвина

• Естественный отбор как научное объяснение многообразия и приспособленности живых организмов

Доклад: Здравствуйте! Тема моей презентации — эволюционная теория Дарвина. Речь пойдёт о научном объяснении того, почему живые организмы так разнообразны и почему каждый вид настолько хорошо приспособлен к своей среде обитания. Мы разберём, как эта теория возникла, из чего она состоит и чем подтверждается сегодня.

Слайд 2. Содержание

• Введение
• Чарлз Дарвин: путь исследователя
• Кругосветное плавание на «Бигле»
• Научные предпосылки теории
• Ключевые понятия учения
• Изменчивость организмов
• Борьба за существование
• Естественный отбор: механизм
• Формы естественного отбора
• Искусственный и естественный отбор
• «Происхождение видов» (1859)
• Галапагосские вьюрки
• Приспособленность как результат отбора
• Как возникают новые виды
• Доказательства эволюции
• Летопись окаменелостей
• Отбор, наблюдаемый в природе
• От дарвинизма к синтетической теории
• Значение эволюционного учения
• Выводы
• Список литературы

Доклад: На слайде показан план выступления. Сначала я расскажу о самом Дарвине и предпосылках его учения, затем разберу механизм естественного отбора и его формы. После этого перейду к доказательствам эволюции и к тому, как теория развивалась в XX веке, и завершу выводами.

Слайд 3. Введение

• Эволюционная теория Чарлза Дарвина — общепризнанная научная основа современной биологии: она объясняет происхождение многообразия видов и их приспособленность к среде.
• Актуальность темы определяется тем, что понятия изменчивости, наследственности и естественного отбора работают сегодня в генетике, селекции, медицине и экологии.
• Знание механизмов отбора необходимо для понимания устойчивости бактерий к антибиотикам, выведения сортов и пород, охраны редких видов.
• Цель презентации — последовательно рассмотреть предпосылки, содержание, доказательства и современное развитие эволюционного учения.

Доклад: Эволюционное учение — это основа современной биологии: именно оно связывает воедино данные систематики, генетики, палеонтологии и экологии. Понятия изменчивости, наследственности и отбора применяются сегодня в медицине, селекции и охране природы. Поэтому знакомство с теорией Дарвина полезно не только биологу, но и любому образованному человеку.

Слайд 4. Чарлз Дарвин: путь исследователя

• Чарлз Дарвин, 1809–1882, Английский натуралист, автор теории эволюции путём естественного отбора
• Родился в Шрусбери в семье врача; учился медицине в Эдинбурге, затем богословию в Кембридже, где увлёкся ботаникой и геологией.
• В 1831–1836 годах участвовал в кругосветной экспедиции на корабле «Бигль» в качестве натуралиста — это плавание дало основной фактический материал.
• Более двадцати лет собирал доказательства, изучая ископаемых, домашних голубей, усоногих раков и распространение растений.
• В 1859 году опубликовал труд «Происхождение видов путём естественного отбора», принёсший ему мировую известность.
• Позднее издал «Изменение домашних животных и культурных растений» (1868) и «Происхождение человека» (1871).
• Похоронен в Вестминстерском аббатстве рядом с Исааком Ньютоном — признание его вклада в науку.

Доклад: Чарлз Дарвин прожил семьдесят три года и почти всю жизнь посвятил наблюдению за живой природой. Он не был кабинетным теоретиком: пять лет провёл в кругосветном плавании, а затем более двадцати лет собирал факты, прежде чем решился их опубликовать. Признанием его вклада стало погребение в Вестминстерском аббатстве рядом с Ньютоном.

Слайд 5. Кругосветное плавание на «Бигле»

• Экспедиция под командованием Роберта Фицроя длилась почти пять лет и обошла Южную Америку, Галапагосские острова, Австралию и Африку.
• Дарвин собрал тысячи образцов: ископаемые остатки гигантских ленивцев и глиптодонтов, раковины, насекомых, птиц и растения.
• Он заметил, что вымершие животные Южной Америки сходны с ныне живущими на том же материке, а близкие острова населяют похожие, но различающиеся формы.
• Наблюдения за постепенным изменением фауны по мере продвижения на юг привели к мысли о преобразовании видов во времени.

Доклад: Плавание на «Бигле» началось в 1831 году и продолжалось почти пять лет. Дарвин собрал огромные коллекции: ископаемых животных Патагонии, раковин, насекомых, птиц. Именно там он заметил, что вымершие формы похожи на современных обитателей того же материка, а на соседних островах живут близкие, но всё же разные животные — эти наблюдения и стали отправной точкой.

Слайд 6. Научные предпосылки теории

• Жан Батист Ламарк, 1744–1829, Автор первой целостной эволюционной концепции («Философия зоологии», 1809)
• Томас Мальтус, 1766–1834, Показал, что численность населения растёт быстрее ресурсов; идея подсказала принцип борьбы за существование
• Чарлз Лайель, 1797–1875, Обосновал длительность геологической истории Земли и постепенность её изменений
• Альфред Рассел Уоллес, 1823–1913, Независимо пришёл к идее естественного отбора; совместный доклад с Дарвином прозвучал в 1858 году

Доклад: Теория Дарвина выросла не на пустом месте. Ламарк первым предложил целостную идею развития организмов, Мальтус показал, что численность растёт быстрее ресурсов, Лайель обосновал огромный возраст Земли и постепенность её изменений. А Альфред Уоллес независимо пришёл к тем же выводам, и в 1858 году их совместный доклад был зачитан в Лондоне.

Слайд 7. Ключевые понятия учения

• Вид — совокупность особей, сходных по строению и способных давать плодовитое потомство в природных условиях.
• Наследственность — способность организмов передавать потомству свои признаки и особенности развития.
• Изменчивость — возникновение различий между особями одного вида, поставляющее материал для отбора.
• Борьба за существование — совокупность отношений организма со средой и другими организмами при недостатке ресурсов.
• Естественный отбор — преимущественное выживание и размножение особей с полезными в данных условиях признаками.

Доклад: Чтобы разговор был точным, договоримся о терминах. Вид — это группа особей, дающих плодовитое потомство. Наследственность передаёт признаки потомкам, изменчивость создаёт различия между ними, борьба за существование ограничивает выживание, а естественный отбор сохраняет тех, кто оказался более приспособлен.

Слайд 8. Изменчивость организмов

• Материалом для эволюции служит изменчивость, но эволюционное значение имеют только те различия, которые передаются потомству.
• мутационная
• комбинативная
• передаётся потомкам
• случайна и ненаправленна
• материал для отбора
• ответ на условия среды
• в пределах нормы реакции
• не передаётся потомкам
• групповая, обратимая
• эволюционного значения не имеет

Доклад: Изменчивость бывает двух типов, и различать их принципиально важно. Модификационная изменчивость — это загар, разная урожайность одного сорта на разных почвах: она не передаётся потомству. А вот мутационная и комбинативная изменчивость затрагивает генотип, наследуется и потому именно она поставляет материал для эволюции.

Слайд 9. Борьба за существование

• Внутривидовая — наиболее острая: особи одного вида нуждаются в одинаковой пище, территории и партнёрах, поэтому конкурируют напрямую.
• Межвидовая — отношения хищника и жертвы, паразита и хозяина, конкуренция разных видов за общий ресурс.
• Борьба с неблагоприятными условиями неживой природы — засухой, морозом, засолением почвы, недостатком кислорода.
• Причина борьбы — избыточное размножение: потомства рождается многократно больше, чем может выжить при ограниченных ресурсах.

Доклад: Причина борьбы за существование очень проста: потомства рождается многократно больше, чем может прокормить среда. Одна особь трески мечет миллионы икринок, а до взрослого состояния доживают единицы. Острее всего конкуренция внутри вида, потому что его особям нужны одни и те же пища, территория и партнёры.

Слайд 10. Естественный отбор: механизм

• Дарвин показал, что приспособленность возникает не по заранее заданному плану, а как закономерный результат нескольких простых условий.
• Каждое из слагаемых наблюдаемо и проверяемо, а их совместное действие неизбежно ведёт к преобразованию популяции.
• Наследственная изменчивость — особи различаются признаками, которые передаются потомству
• Избыточное размножение — потомков рождается больше, чем способна прокормить среда
• Борьба за существование — выживает лишь часть особей каждого поколения
• Естественный отбор — накопление полезных изменений и рост приспособленности

Доклад: Здесь механизм теории собран в одну формулу. Каждое слагаемое можно наблюдать и проверить: различия между особями существуют, потомков рождается избыточно, выживают не все. Сложите эти условия — и накопление полезных признаков становится неизбежным. В этом и состояла главная идея Дарвина: приспособленность возникает не по заранее заданному плану, а закономерно.

Слайд 11. Формы естественного отбора

• Направление отбора зависит от того, меняются условия среды или остаются постоянными.
• Стабилизирующую форму описал И. И. Шмальгаузен в 1946 году, дополнив классическое учение Дарвина.

Доклад: Отбор действует по-разному в зависимости от того, что происходит со средой. При направленных изменениях он сдвигает признак — это движущая форма. При постоянных условиях отсекает крайние варианты и сохраняет норму — стабилизирующая форма, описанная Иваном Ивановичем Шмальгаузеном в 1946 году. А в резко неоднородной среде отбор разрывает норму на две крайние формы.

Слайд 12. Искусственный и естественный отбор

• К идее естественного отбора Дарвин пришёл, изучая работу селекционеров: породы голубей, собак и сорта капусты произошли от немногих диких предков.
• Отбирающий фактор — человек
• Критерий — польза и вкусы человека
• Скорость — десятки лет
• Результат — породы и сорта
• Часто снижает жизнеспособность в природе
• Отбирающий фактор — условия среды
• Критерий — приспособленность и плодовитость
• Скорость — тысячи поколений
• Результат — новые виды и адаптации
• Всегда повышает приспособленность к среде

Доклад: К мысли о естественном отборе Дарвин пришёл, изучая работу селекционеров. Все породы домашних голубей произошли от одного дикого сизого голубя, а капуста кочанная, брокколи и кольраби — от одного дикого предка. Отличие лишь в том, кто ведёт отбор: в первом случае человек и его интересы, во втором — сама среда обитания.

Слайд 13. «Происхождение видов» (1859)

• Книга вышла 24 ноября 1859 года тиражом 1250 экземпляров и была распродана в первый же день.
• Публикацию ускорило письмо Альфреда Уоллеса: в 1858 году их совместный доклад был зачитан в Лондонском Линнеевском обществе.
• В труде собраны сотни фактов из селекции, географии, палеонтологии и эмбриологии, подчинённых единому объяснению.
• При жизни автора книга выдержала шесть изданий и была переведена на основные европейские языки, включая русский (1864).

Доклад: «Происхождение видов» вышло 24 ноября 1859 года. Весь тираж в 1250 экземпляров разошёлся в первый же день — случай для научной книги исключительный. Публикацию ускорило письмо Уоллеса: Дарвин понял, что откладывать больше нельзя. При жизни автора книга выдержала шесть изданий и была переведена на русский язык уже в 1864 году.

Слайд 14. Галапагосские вьюрки

• На Галапагосских островах обитает группа близкородственных видов вьюрков, различающихся прежде всего формой и размером клюва.
• Толстый мощный клюв приспособлен к дроблению твёрдых семян, тонкий и длинный — к добыванию насекомых и нектара.
• Все они происходят от общего материкового предка, расселившегося по островам и освоившего разные источники пищи.
• Наблюдения супругов Гранта на острове Дафне-Майор показали: после засухи 1977 года средний размер клюва в популяции заметно вырос за одно поколение.

Доклад: Галапагосские вьюрки — хрестоматийный пример. На иллюстрации Джона Гулда хорошо видно, насколько различаются их клювы: от массивного «щипцов» для дробления твёрдых семян до тонкого пинцета для насекомых. Все эти виды происходят от одного материкового предка. А супруги Грант прямо измерили работу отбора: после засухи 1977 года средний клюв в популяции заметно вырос.

Слайд 15. Приспособленность как результат отбора

• 01 — Покровительственная окраска — Белая шерсть песца зимой и пятнистая шкура оленёнка делают животное незаметным.
• 02 — Мимикрия — Безобидная муха-журчалка подражает окраске осы и потому реже становится добычей.
• 03 — Физиологические адаптации — Запас жира у верблюда и глубокие корни саксаула позволяют переносить засуху.
• 04 — Относительность — Любое приспособление полезно лишь в тех условиях, в которых оно сформировалось.

Доклад: Приспособленность проявляется в самых разных формах — в окраске, в подражании защищённым видам, в физиологии и в поведении. Но важно помнить о четвёртом пункте: любое приспособление относительно. Белая шерсть песца выдаёт его на бесснежной земле, а мимикрия бесполезна там, где нет модели для подражания. Приспособление полезно лишь в тех условиях, где оно сформировалось.

Слайд 16. Как возникают новые виды

• Видообразование — переход количественных различий между популяциями в качественные, при котором утрачивается способность к скрещиванию.
• Процесс идёт постепенно и требует прекращения обмена генами между частями исходного вида.
• Исходная популяция — единый вид с общим генофондом
• Изоляция — географическая или экологическая преграда
• Дивергенция — накопление разных мутаций и признаков
• Отбор — закрепление различий в каждой группе
• Новый вид — устойчивая репродуктивная изоляция

Доклад: Как из одного вида получаются два? Сначала популяции разделяет преграда — горный хребет, пролив, разные сроки размножения. Обмен генами прекращается, и в каждой группе накапливаются свои мутации. Отбор в разных условиях закрепляет разные признаки, и в какой-то момент особи двух групп уже не могут скрещиваться. Так возникает новый вид.

Слайд 17. Доказательства эволюции

• Теория опирается не на отдельные наблюдения, а на согласованные данные независимых разделов биологии.
• ископаемые формы
• переходные формы
• филогенетические ряды
• гомологичные органы
• рудименты
• атавизмы
• сходство зародышей
• жаберные щели
• общий план развития
• эндемики островов
• фауна материков
• реликтовые виды

Доклад: Сила теории в том, что её подтверждают независимые друг от друга разделы биологии. Палеонтология даёт переходные формы, сравнительная анатомия — гомологичные органы и рудименты, эмбриология — поразительное сходство зародышей разных классов, биогеография — своеобразие островных фаун. Все эти линии данных сходятся к одному выводу.

Слайд 18. Летопись окаменелостей

• Археоптерикс, найденный в 1861 году в юрских известняках Зольнхофена, сочетает перья и крылья птиц с зубами, когтями и длинным хвостом рептилий.
• Такие переходные формы показывают, что крупные группы организмов связаны общим происхождением.
• Филогенетический ряд лошади, восстановленный В. О. Ковалевским, прослеживает изменение конечности и зубов за десятки миллионов лет.
• Датировка слоёв радиометрическими методами подтверждает последовательность появления групп: сначала беспозвоночные, затем рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие.

Доклад: Археоптерикс, найденный в 1861 году, соединяет признаки двух классов: перья и крылья птицы, но зубы, когти и длинный костный хвост рептилии. Владимир Онуфриевич Ковалевский восстановил ряд предков лошади, проследив, как многопалая конечность превращалась в однопалую. А радиометрическая датировка слоёв показывает строгую последовательность появления групп организмов.

Слайд 19. Отбор, наблюдаемый в природе

• Берёзовая пяденица — бабочка, светлая форма которой незаметна на покрытых лишайником стволах.
• С развитием промышленности стволы потемнели от копоти, и преимущество получила тёмная форма, впервые отмеченная в Манчестере в 1848 году.
• После законов об охране воздуха загрязнение снизилось, и доля тёмной формы вновь упала — отбор сменил направление.

Доклад: Работу отбора можно увидеть и за человеческую жизнь. График показывает историю берёзовой пяденицы в Англии: пока стволы были светлыми от лишайников, выживала светлая форма. Копоть промышленных городов изменила фон — и за полвека тёмная форма стала почти повсеместной. После законов об охране воздуха всё повернулось вспять.

Слайд 20. От дарвинизма к синтетической теории

• Дарвин не знал законов наследственности, и это долго оставалось слабым местом его учения.
• Развитие генетики в XX веке не опровергло, а объяснило механизм наследственной изменчивости и укрепило теорию.
• 1900 — переоткрытие законов Менделя
• 1908 — закон Харди — Вайнберга
• 1926 — работа С. С. Четверикова о генетике популяций
• 1937 — книга Ф. Г. Добржанского о генетике и видах
• 1942 — оформление синтетической теории эволюции
• 1953 — раскрытие структуры молекулы ДНК

Доклад: Слабым местом учения долго было отсутствие теории наследственности: Дарвин не знал работ Менделя. Переоткрытие законов Менделя в 1900 году, закон Харди — Вайнберга, исследования Сергея Сергеевича Четверикова по генетике популяций и труды Феодосия Добржанского постепенно восполнили этот пробел. К 1942 году сложилась синтетическая теория эволюции.

Слайд 21. Значение эволюционного учения

• Теория объединила разрозненные факты биологии в единую систему и стала её организующим принципом.
• Селекция получила научную основу: сознательный отбор и подбор родительских пар опираются на понимание изменчивости.
• Медицина применяет эволюционный подход к устойчивости бактерий к антибиотикам и к изменчивости вирусов.
• Охрана природы использует представления о популяции, генетическом разнообразии и приспособленности видов.
• Эволюционные принципы вышли за пределы биологии — в информатику, где работают алгоритмы, воспроизводящие отбор.

Доклад: Практическое значение теории очень широко. Селекционер понимает, с каким материалом работает; врач объясняет, почему бактерии становятся устойчивыми к антибиотикам, а вирус гриппа меняется каждый год; эколог оценивает генетическое разнообразие популяций редких видов. Даже в информатике работают эволюционные алгоритмы, воспроизводящие принцип отбора.

Слайд 22. Выводы

• Эволюционная теория Дарвина объясняет многообразие и приспособленность организмов действием естественного отбора, а не изначальной заданностью форм.
• Движущие силы эволюции — наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор, сохраняющий полезные в данных условиях признаки.
• Теория подтверждается независимыми данными палеонтологии, сравнительной анатомии, эмбриологии, биогеографии и молекулярной генетики.
• Синтез дарвинизма с генетикой в XX веке превратил учение в современную теорию эволюции — фундамент биологического образования и практики.

Доклад: Подведём итоги. Теория Дарвина объясняет и многообразие видов, и их приспособленность единым естественным механизмом. Её движущие силы — наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор. Согласованные данные разных наук подтверждают теорию, а синтез с генетикой в XX веке превратил её в современное эволюционное учение.

Слайд 23. Список литературы

• Воронцов, Н. Н. Развитие эволюционных идей в биологии : монография / Н. Н. Воронцов. — Москва : Прогресс-Традиция, 1999. — 640 с.
• Дарвин, Ч. Происхождение видов путём естественного отбора : пер. с англ. / Ч. Дарвин. — Санкт-Петербург : Наука, 1991. — 539 с.
• Иорданский, Н. Н. Эволюция жизни : учебное пособие / Н. Н. Иорданский. — Москва : Академия, 2001. — 425 с.
• Северцов, А. С. Теория эволюции : учебник / А. С. Северцов. — Москва : ВЛАДОС, 2005. — 380 с.
• Шмальгаузен, И. И. Факторы эволюции: теория стабилизирующего отбора / И. И. Шмальгаузен. — Москва : Наука, 1968. — 451 с.
• Яблоков, А. В. Эволюционное учение : учебник / А. В. Яблоков, А. Г. Юсуфов. — Москва : Высшая школа, 2006. — 310 с.

Доклад: На слайде приведены источники, которыми я пользовался при подготовке: классический труд самого Дарвина в русском переводе, а также учебники и монографии Яблокова, Северцова, Иорданского, Воронцова и Шмальгаузена. Все они относятся к числу общепризнанных работ по теории эволюции.

Слайд 24. Спасибо за внимание!

Доклад: На этом моё выступление завершено. Благодарю за внимание — готов ответить на ваши вопросы.