Тема 1. Эволюционное учение

Вопросы из книги по общей биологии с ответами

1. В чем причины ошибочности и наивности некоторых представлений Аристотеля о живой природе?

2. Какие из натурфилософских представлений вы считаете правильным, а какие нет и почему?

3. Чем  можно объяснить наступление расцвета науки и искусства в эпоху Возрождения?

4..Предположим, что Р. Гук не открыл клеточное стро­ение организмов. Как это отразилось бы на разви­тии биологической науки? Почему вы так думаете?

5. Классифицируя растения, Линней обращал внимание на количество тычинок и пестиков в цветке. Предложите другие, свои собственные подходы к раз­делению растений на систематические группы.

6. В чем заключаются основные заслуги К. Линнея пе­ред биологической наукой?

7. С какими положениями эволюционной концепции Ж. Б. Ламарка согласны и не согласны вы лично? Поясните свою позицию.

8. Ламарк считал, что видов реально не существует. Докажите неправомерность такой точки зрения.

9. Книга «Происхождение видов путем естественного отбора» была опубликована Ч. Дарвином более чем через 20 лет после его возвращения из путешест­вия на корабле «Бигль». Чем можно объяснить этот
«странный» факт?

10.Почему в своей книге «Происхождение видов путем естественного отбора» Ч. Дарвин уделяет большое внимание искусственному отбору?

11.Между особями в стае ворон идет борьба за су­ществование. За что конкретно она осуществляется и как проявляется? Какие особи будут иметь в ней преимущество?

12.Какая из форм борьбы за существование наиболее остра: внутривидовая или межвидовая? Почему вы так думаете?

13.В гнезде трясогузки обычно бывает 4-6 яиц, но не 2 и не 18. Объясните этот факт с позиций эволюционного учения.

14.В регионе стабильно понижается среднегодовая темпе­ратура воздуха. Какая из форм естественного отбора преобладает в этих условиях? Как должны изменить­ся внешний облик и жизнедеятельность обитающих
здесь зайцев через несколько лет? Докажите свою точку зрения.

15.Можно ли считать все причины, вызывающие гибель организмов, естественным отбором? Почему?
Приведите необходимые примеры.

16. Испытывает ли человек действие естественного от­бора в наше время? Приведите примеры.

17. В популяции одного из видов животных с одинако­вой частотой встречаются особи мелких, средних и крупных размеров. Но в дальнейшем все чаще по­гибают особи средних размеров, а мелкие и круп­ные животные хорошо выживают. Какая форма отбо­ра действует в этой популяции? На этом же примере покажите, что происходило бы в данной популяции при других формах отбора.

18. Докажите, что любое приспособление организма име­ет относительный характер. Приведите необходимые примеры.

19. Предположим, что единственным фактором эволю­ции является наследственная изменчивость. В этом случае эволюция: а) протекала бы невероятно медлен­но; б) осуществлялась бы обычными темпами; в) бы­ла бы невозможна. Какое из этих предположений вы считаете верным? Докажите свою точку зрения.

20. В разное время высказывались различные возраже­ния против теории естественного отбора, в том чис­ле: а) новые полезные признаки не должны закреп­ляться в потомстве, так как они единичны и поэтому должны растворяться в последующих поколениях; б) мутации не могут быть источниками полезных уклонений, так как обычно они вредны для организ­ма. Какие неточности или ошибки содержатся в этих утверждениях?

21. Докажите, что естественный отбор — это фактор, на­правляющий эволюционный процесс.

22. Почему наследственная изменчивость — это фактор, не направляющий эволюционный процесс?

23. Может ли эволюционный процесс осуществляться без наследственной изменчивости? Почему вы так думаете?

24. Являются ли «дрейф-генов» и «волны жизни» обя­зательными факторами эволюции каждой конкрет­ной популяции? Аргументируйте свою точку зрения.

25. Две попавшие в изоляцию популяции одного биоло­гического вида эволюционируют в разных направле­ниях. Объясните причины накопления различий между ними. Приведите примеры морфологических, анатомических и физиологических изменений, кото­рые могли бы появиться у особей.

26. Две популяции одного вида эволюционируют с раз­вой скоростью. Чем это можно объяснить?

27. Как именно может возникнуть экологическая изо­ляция между разными популяциями одного биоло­гического вида, обитающего: а) в водоеме; б) в лесу; в) в поле?

28. Какие географические барьеры могут привести к изо­ляции двух популяций? Приведите наибольшее ко­личество примеров.

29. Что может пониматься под «относительной изоля­цией» популяций?

30. Между изолированными популяциями возникли различия. Необходимо выяснить, образовались ли в ре­зультате этих различий новые виды, или еще нет. Предложите удобный способ экспериментального ре­шения этой проблемы.

31. Всегда ли эволюция разных популяций приведет к образованию двух новых биологических видов? По­чему вы так думаете?

32. Может ли в пределах одного биологического вида одновременно осуществляться и экологическое, и ге­ографическое видообразование? Аргументируйте свою точку зрения.

33. Почему один биологический вид включает в себя мало, а другой — много подвидов и популяций?

34. Предположим, что мы изучили особенности питания двух биологических видов. Выяснилось, что предста­вители первого из них питаются тремя видами кор­мов, а представители второго — тридцатью. У како­го из этих видов вероятнее образование в будущем большего числа видов и популяций в пределах того же самого ареала? Почему вы так думаете?

35. Какой способ видообразования будет характерен для ситуации, описанной в предыдущем задании?

  Краткие ответы на наиболее трудные вопросы к теме 1.

1. Ошибки Аристотеля определялись общим уровнем развития естествознания в Древней Греции, а также традиционными для того времени представлениями о природе.

3. Расцвет науки в эпоху Возрождения связан, напри­мер, с прекращением преследования ученых со сто­роны церкви.

4. Можно предположить, что если бы Р.Гук не открыл клеточное строение организмов, это сделал бы ка­кой-либо другой талантливый ученый. Правда, дан­ное открытие могло произойти в более поздние сро­ки. Ведь очевидно, что развитие биологической (как и любой другой науки) остановить невозможно.

8. Представители разных биологических видов, как правило, не скрещиваются друг с другом, что ука­зывает на существующий между ними реальный и почти непреодолимый естественный барьер. Меж­видовые и межродовые гибриды в природных усло­виях обычно являются исключением из общего правила, что подтверждает сказанное выше. Следо­вательно, биологический вид можно считать реаль­ностью.

9. Вероятно, Ч. Дарвин стремился с максимальной сте­пенью убедительности обосновать сформулированные им положения эволюционного учения, привести наи­большее число фактов, подтверждающих правиль­ность излагаемой позиции, проверить истинность своих взглядов на проблему исторического развития органического мира.

10. Искусственный отбор следует рассматривать как упрощенную и хорошо известную людям модель есте­ственного отбора, на примере которой можно было относительно легко и доступно объяснить основные закономерности и механизмы преобразования внеш­него облика животных и растений, происходящего в естественных (природных) условиях.

12. Многие ученые-биологи считают, что внутривидовая борьба отличается особой остротой, так как потреб­ности организмов одного биологического вида по от­ношению к условиям жизни в принципе одинаковы. В межвидовой борьбе, как правило, столкновение интересов менее острое, так как многие потребности представителей разных видов не совпадают и ориен­тированы на иные ресурсы.

13. Вероятно, количество яиц в гнезде, равное 4-6, оп­тимально для данного вида и обеспечивает его нор­мальное воспроизведение из поколения в поколение. Меньшее количество яиц в гнезде, видимо, привело бы к вымиранию вида в связи с естественной гибе­лью почти Всех потомков (например, в результате воздействия хищников). Насиживание не 4-6, а 18 яиц привело бы к значительному проценту эмбрио­нальной гибели (по причине невозможности одновре­менного нагревания телом самки всех отложенных яиц). Если бы из всех яиц птенцы все-таки вылупи­лись, многие из них, скорее всего, погибли бы от голода. Вполне вероятно, что ресурсы среды (преж­де всего кормовые) не позволяют трясогузкам выра­стить такое большое число потомков. Следователь­но, появление в гнезде трясогузки 18 яиц (вместо 4-6) не является рациональным с позиции борьбы за существование и не может быть поддержано есте­ственным отбором.

14. В данном случае будет преобладать движущая фор­ма отбора, которая может сопровождаться увеличе­нием общих размеров и массы тела обитающих здесь зайцев, относительным уменьшением размеров ушей (что приведет к экономии тепла организмом). Веро­ятно также, что шерстный покров животных станет более длинным и густым, увеличится толщина слоя подкожной жировой клетчатки (жирового слоя ко­жи). Можно ожидать также активизации процессов питания и пищеварения (эволюционное совершенство­вание ферментной системы).

15. Естественный отбор не является единственной при­чиной гибели организмов. Смерть животного может быть следствием случайного события (например, лес­ного пожара или другого стихийного бедствия, ко­торое не оставляет никому шансов на выживание).

16. Гибель людей от наследственных и инфекционных болезней указывает на то, что в человеческом обще­стве продолжает действовать естественный отбор. Необходимо,.однако, признать, что его действие ос­лаблено. Наличие медицины, теплого жилья и дру­гих искусственно созданных человеком условий су­щественно повышает шансы людей сохранить свою жизнь и здоровье даже в самых - суровых условиях внешней среды.

19. Эволюция была бы невозможна потому, что в про­цессе полового размножения особи данного поколе­ния не смогли бы передать своим потомкам жизнен­но важные качества, необходимые для успешного существования в относительно стабильных условиях внешней среды. Новые полезные признаки не смог­ли бы закрепиться в ряду поколений. Исчезновение наследственности привело бы к хаотическому про­цессу в природе, который закончился бы стремитель­ным самоуничтожением биологических видов, оби­тающих на нашей планете.

20 а) Новые полезные признаки не растворяются в по­томстве, так как их владельцы сохраняются есте­ственным отбором и получают преимущество при размножении, выигрывая у других особей этого же вида в борьбе за существование. В последую­щих поколениях число особей с новыми поле­зными признаками закономерно увеличивается, и эти признаки постепенно перестают быть ред­кими в данной популяции. Таким образом, наблю­дается не растворение новых полезных признаков в последующих поколениях, а совершенно проти­воположный процесс — сохранение и усиление полезных качеств и свойств живых организмов.

б) Отдельные мутации могут оказаться полезными для организма. Именно они являются источника­ми полезных уклонений, которые начинают под­держиваться естественным отбором. В дальнейшем в популяции происходит процесс, только что опи­санный выше (см. пункт а).

21. В процессе естественного отбора, как известно, вы­живают и получают преимущества при размножении наиболее приспособленные Особи. Менее адаптирован­ные организмы погибают или не участвуют в про­цессе размножения. Таким образом, естественный отбор не случаен, не хаотичен, а имеет вполне опре­деленную направленность в конкретных условиях внешней среды.

24. «Волны жизни» и «дрейф генов», как правило, со­провождают эволюционный процесс любой популя­ции, если речь идет о длительном периоде времени. Однако историческое развитие органического мира теоретически возможно и без них, т. е. только на основе изменчивости, наследственности, борьбы за су­ществование и естественного отбора.

25. Накопление различий между популяциями может быть связано с первоначальной генной неоднотипно­стью этих популяций, уникальностью мутационного процесса в каждой из них, различными условиями среды, в которых существуют эти популяции, наличием географической изоляции между ними и свя­занной с этим невозможностью обмениваться особя­ми, а следовательно — и генами. Подчеркнем, что в различных условиях среды в популяциях могут действовать разные формы естественного отбора.

26. На скорость эволюционирования конкретной попу­ляции может повлиять, например, быстрота измене­ния условий внешней среды, в которых эта популя­ция существует.

29. Как правило, различные популяции одного и того же вида изолированы друг от друга не абсолютно. Это означает, что отдельные особи имеют некоторые шан­сы преодолеть географический барьер, разделяющий разные популяции. Например, отдельные животные могут переплыть водоем, разделяющий популяции, на бревне или другом перемещающемся объекте. Икра рыб, земноводных или моллюсков может быть пере­несена в другой водоем на конечностях или перьевом покрове водоплавающей птицы и т. д.

31. В зависимости от того, как изменяются условия внеш­ней среды, в которых находятся интересующие нас организмы, эволюционный процесс в популяциях мо­жет быть заторможен, ускорен или развернут в новом направлении. Поэтому далеко не во всех случаях будет наблюдаться формирование новых биологических ви­дов. Ликвидация географического барьера между попу­ляциями может привести к постепенному «стиранию» возникших ранее различий и восстановлению перво­начального единства вида, что приведет к временно­му прекращению микроэволюционного процесса.

32. Чаще всего именно так и происходит. По мере засе­ления новых территорий особями одного вида, но разных популяций осваиваются и новые комплексы условий внешней среды (места обитания) в пределах данного ареала.

33. Существование вида в пределах очень широкого аре­ала, в весьма неоднородных условиях внешней сре­ды и при наличии большого числа естественных гео­графических барьеров сопровождается активным видообразовательным процессом. Это приведет к фор­мированию большого числа подвидов и популяций.