La biologie. Biologie générale. 11e année. Niveau de base Sivoglazov Vladislav Ivanovitch
11. Spéciation à la suite de l'évolution
Rappelles toi!
Qu'est-ce qu'une vue ?
Quels types de plantes et d'animaux anciens connaissez-vous ?
Quel rôle joue l'isolement dans l'évolution ?
Spéciation est le processus d'émergence de nouvelles espèces. Actuellement, plusieurs millions d'espèces différentes vivent sur le globe, et pendant toute l'existence de la Terre, selon les scientifiques, il y en avait 50 à 100 fois plus. Comment est née toute cette diversité gigantesque ?
Méthodes de spéciation. Un zoologiste et évolutionniste américain bien connu, Ernst Mayr, a grandement contribué à résoudre les problèmes de spéciation. Il distingue trois principaux modes de spéciation (fig. 34).
La première consiste à convertir un type en un autre (A vers B). Dans le même temps, le nombre total d'espèces ne change pas, car progressivement une espèce est remplacée par une autre, une nouvelle espèce.
La deuxième méthode est basée sur l'hybridation de deux espèces, aboutissant à la formation d'une troisième espèce nouvelle (formation interspécifique). En règle générale, les espèces d'origine ne disparaissent pas, donc le nombre total d'espèces augmente (+1). Un exemple d'une telle spéciation est l'émergence de la prune culturelle (2 n= 48) suite à l'hybridation du virage (2 n= 32) et mirabelles (2 n = 16).
Riz. 34. Trois principales voies de spéciation
La troisième méthode, que Mayr a appelée la vraie spéciation, est associée à la divergence (divergence) des caractères. Cette méthode a été étudiée et décrite en détail par C. Darwin. Si les espèces originales et nouvellement formées restent viables, le nombre d'espèces augmente. C'est ainsi que la plupart des espèces se sont formées.
Modes de spéciation. Si des individus appartenant à différentes populations au sein d'une même espèce se croisent et forment une progéniture fertile, l'espèce est une seule entité. Le flux de gènes entre les populations intraspécifiques forme un pool de gènes d'une seule espèce. Pour la formation d'une nouvelle espèce, il est nécessaire que l'isolement se produise entre les populations. En conséquence, l'échange de gènes entre populations isolées s'arrête, les différences interpopulationnelles s'accumulent, ce qui peut conduire ultérieurement à la transformation de ces populations en systèmes génétiques indépendants, d'abord en espèces, puis en taxons plus grands (Fig. 35).
Selon le mécanisme d'isolement, on peut distinguer deux grandes voies de spéciation : géographique et écologique.
Riz. 35. L'émergence de l'isolement entre les populations peut conduire à la formation de nouvelles espèces
Spéciation géographique . Avec l'isolement spatial des populations, la spéciation géographique se produit. Si une certaine population a migré en dehors de l'aire de répartition de l'espèce d'origine, a perdu le contact avec d'autres populations d'espèces et s'est retrouvée dans d'autres conditions, l'accumulation d'adaptations à ces nouvelles conditions d'habitat peut conduire à la formation d'une nouvelle espèce.
En outre, la spéciation géographique peut se produire lorsque l'aire de répartition intégrale d'origine de l'espèce parente est divisée en plusieurs zones indépendantes isolées. Un tel isolement résulte de processus géologiques globaux : dérive des continents, construction de montagnes, formation de barrières d'eau, etc. Un exemple classique d'une telle spéciation est celui des pinsons, que Darwin a étudié sur diverses îles Galapagos.
Un exemple de spéciation par fragmentation (du latin fragmentum - fragment, morceau) de l'aire de répartition de l'espèce parente est l'émergence de différents types de muguet (Fig. 36). Il y a plusieurs millions d'années, l'espèce ancestrale originale de muguet était largement répandue dans les forêts d'Eurasie, mais en raison de la glaciation, son aire de répartition s'est scindée en plusieurs territoires indépendants. Le muguet n'a été conservé que dans les territoires que le glacier n'a pas touchés : dans le sud de l'Extrême-Orient, en Transcaucasie et dans le sud de l'Europe. Par la suite, ces trois populations isolées se sont développées indépendamment, ce qui a conduit à la formation de plusieurs nouvelles espèces, différant par la taille et la couleur des feuilles et des corolles.
Riz. 36. Spéciation par fragmentation de l'aire de répartition de l'espèce mère. La formation de différents types de muguet
La spéciation se déroule très lentement, sur des centaines de milliers et des millions d'années à la suite d'un changement de centaines de milliers de générations. Si nous retraçons le processus de séparation successive des fragments de terre d'un même continent ancien, nous pouvons identifier une corrélation claire. Les îles et les continents, qui ont une longue histoire d'existence indépendante, diffèrent beaucoup plus par leur flore et leur faune.
spéciation écologique. La spéciation écologique se produit dans l'aire de répartition de l'espèce d'origine. Cela peut se produire de plusieurs manières. L'un d'eux est l'émergence rapide de nouvelles espèces par une augmentation multiple du nombre de chromosomes ( polyploïdisation). Par exemple, le type original de tabac a 12 chromosomes, mais des formes avec 24, 48, 72 chromosomes sont connues.
Une autre méthode est basée sur l'isolement écologique des espèces. Dans ce cas, les différences de conditions d'habitat servent de barrières isolantes, à la suite desquelles des sous-espèces écologiques se forment qui préfèrent certaines niches écologiques. A l'avenir, de telles sous-espèces pourront donner naissance à de nouvelles espèces indépendantes (§ 5, différents types de chênes poussant sur des sols différents).
Un mode de spéciation similaire se produit chez les animaux. Par exemple, la mouche de la pomme a deux groupes écologiques qui préfèrent se nourrir et se reproduire sur deux types de plantes différents - l'aubépine et le pommier. Il s'est avéré que la reconnaissance et la préférence de l'hôte sont contrôlées par un seul gène. Par conséquent, une mutation apparue dans ce gène peut initier la formation de races écologiques, puis de sous-espèces, puis d'espèces. La preuve que la spéciation est complète est l'apparition de l'isolement reproductif (l'impossibilité du métissage) même lorsque les barrières isolantes disparaissent.
La nouvelle espèce qui en résulte entre ensuite dans des relations interspécifiques complexes, qui déterminent son destin ultérieur : prospérité, mort ou décomposition en une nouvelle espèce.
Examiner les questions et les devoirs
1. Comparez les trois principaux modes de spéciation.
2. Décrire les mécanismes des principales voies de spéciation.
3. Quel rôle joue l'isolement dans le processus de spéciation ?
4. Donner des exemples de spéciation géographique et écologique.
5. Quelle est l'importance de l'isolement spatial pour la formation de nouvelles espèces ?
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Expliquez pourquoi les hybrides de différentes espèces végétales sont plus courants dans la nature que différentes espèces animales.
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Spéciation dans l'aire de répartition de l'espèce d'origine. Actuellement, de nombreux scientifiques divisent la spéciation se produisant dans l'aire de répartition de l'espèce d'origine en deux options. Spéciation basée sur l'isolement écologique des espèces, dans laquelle le principal changement dans les préférences et l'activité des individus eux-mêmes est appelé spéciation sympatrique. Une autre option est spéciation parapatrique, qui se produit par polyploïdisation ou d'autres changements génétiques. Dans ce cas, de nouvelles formes apparaissent en une génération, c'est-à-dire que l'isolement génétique se produit immédiatement. Pour prouver leur compétitivité, les individus dotés d'un appareil génétique modifié doivent faire face à une concurrence féroce avec d'autres individus bien adaptés aux conditions de vie. Par conséquent, ce type de spéciation a une valeur limitée. Les exceptions sont les cas d'occurrence dans des formes polyploïdes de plantes qui se propagent rapidement en raison de la reproduction végétative.
Types de changements évolutifs. Les principaux types de changement évolutif sont la divergence, la convergence, le parallélisme et l'évolution phylétique.
Divergence. Divergence(du latin divergantia - divergence) est le type de processus évolutif le plus courant. Le concept de divergence a été introduit par Charles Darwin, le comprenant comme la divergence des caractéristiques dans le processus d'évolution. Dans ce cas, la formation de deux taxons ou plus, issus d'un ancêtre commun. Une telle divergence de caractères et de groupes se produit si les conditions de vie du groupe fille changent. Par exemple, l'apparition d'un membre de type levier à cinq doigts a aidé les anciens vertébrés à maîtriser l'environnement terrestre. Cependant, selon le mode de vie et le type d'habitat, les membres des différents groupes de vertébrés ont subi des modifications importantes et remplissent désormais des fonctions différentes (voir Fig. 6). Ces organes qui ont une origine commune et remplissent des fonctions différentes ou similaires sont appelés organes homologues(voir aussi § 13).
Convergence. Convergence- il s'agit d'un type de changement évolutif, à la suite duquel des caractéristiques similaires apparaissent dans des organismes qui ne sont pas liés les uns aux autres, c'est-à-dire ayant une origine différente. Le plus souvent, la convergence se produit lorsque différents types d'organismes habitent des types d'habitats similaires (Fig. 37). Ainsi, la similitude convergente est le résultat d'adaptations aux mêmes conditions environnementales. Les branchies de poisson et les branchies d'écrevisse sont similaires et remplissent des fonctions respiratoires. Cependant, les branchies des poissons se développent sur les cloisons entre les fentes branchiales pénétrant dans le pharynx, et les branchies des écrevisses sont des excroissances filiformes des extrémités de la poitrine. Les ailes des papillons et des chauves-souris, les yeux des humains et des pieuvres, les membres fouisseurs des taupes et des ours (Fig. 38) - tous ces organes sont formés de différents rudiments embryonnaires. Les organes qui remplissent des fonctions similaires mais qui ont des origines différentes sont appelés similaire(voir aussi § 13).
Riz. 37. Cactus étoilé Astrophytum du Texas (à droite) et Euphorbia obesa d'Afrique du Sud (à gauche). Les deux espèces vivent dans des conditions naturelles similaires et ont acquis des formes similaires par une évolution convergente. De plus, ils appartiennent non seulement à des familles différentes, mais aussi à des ordres différents. Malgré des conditions favorables, les cactus sont presque totalement absents en Afrique.
Parallélisme. Parallélisme- Il s'agit d'un type de changement évolutif dont le résultat est la formation de caractéristiques similaires dans des formes apparentées. Par exemple, les cétacés et les pinnipèdes, indépendamment les uns des autres, sont passés à la vie dans le milieu aquatique et ont acquis les adaptations correspondantes - les nageoires. Les mammifères de la zone tropicale, vivant sur différents continents, dans des conditions climatiques similaires, présentent une certaine similitude générale (Fig. 39).
Riz. 38. Organismes similaires
Riz. 39. Parallélisme dans la structure du corps des mammifères habitant les forêts tropicales d'Afrique et d'Amérique du Sud : pangolin (à gauche) et tatou géant (à droite)
évolution phylétique.Évolution phylétique- il s'agit d'un type de transformation évolutive dans laquelle les taxons ancestraux se transforment progressivement en nouveaux taxons (filles) sans formation de ramifications latérales. Dans ce cas, une série continue de taxons est formée, dans laquelle chacun est un descendant du précédent et un ancêtre du suivant.
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Les adaptations morphologiques comprennent:
a) le développement d'un manteau de fourrure dense chez les renards arctiques; b) régulation stricte du processus de synthèse des protéines dans les cellules humaines ; c) développement de poils urticants chez les orties; d) maintenir une température corporelle constante chez les mammifères ; e) association temporaire de bisons dans un troupeau.
1) un, c
2) un, e
3) b, c
4) d, e
Explication.
Adaptation morphologique - adaptation aux facteurs environnementaux, exprimée par un changement d'apparence extérieure (par exemple, un changement de couleur des ailes de papillons, en fonction de la pollution de l'environnement).
Réponse 1
Comparez les paires d'organes (structures) proposées entre elles et corrélez-les avec la manière dont le processus évolutif se déroule, ce qui conduit à la formation de ces organes (structures):
Explication.
La convergence est un processus évolutif consistant en la convergence et l'acquisition de caractéristiques similaires par différents organismes. Au cours de la convergence, des organes similaires se forment.
La divergence est la divergence de traits dans des organismes apparentés. Lors de la divergence, des organes homologues se forment.
La bonne réponse est A2B2V2G1D2
Réponse : A2B2V2G1D2
La formation de signes et de caractéristiques structurelles similaires dans des organismes non apparentés, qui résultent de l'adaptation à des conditions d'existence similaires, est appelée:
1) symbiose
2) convergence
3) arogenèse
4) écart
Explication.
La convergence est l'un des types de variabilité adaptative des organismes, caractérisant le développement d'organismes distants selon un scénario similaire. (Par exemple, le développement des ailes chez les oiseaux, les insectes et les chauves-souris)
Réponse : 2
a - membres antérieurs d'un lézard et nageoires d'une baleine
b - membres fouisseurs d'une taupe et membres fouisseurs d'un ours
c - aiguilles de hérisson et poils de chien
g - poumon d'un escargot d'étang et poumons d'oiseaux
d - trompe de papillon et trompe d'éléphant
2) organismes similaires ; exemples "supplémentaires" - a, c
4) organes homologues ; Exemples "supplémentaires" - c, d
Explication.
Les organes analogues sont des organes qui ont une morphologie et des fonctions similaires, mais qui diffèrent par leur structure et leur origine. Les exemples a et b sont des organes homologues.
La bonne réponse est le numéro 2
Réponse : 2
Explication.
Les points a), c) sont des exemples d'organes similaires qui se développent à la suite d'une convergence. Dans ce cas, les organes sont similaires dans la morphologie et les fonctions, mais diffèrent dans la structure et l'origine.
Les points b), d), e) sont des exemples d'organes homologues. Ils se développent à la suite d'une divergence, ont des origines communes, mais remplissent des fonctions différentes.
La bonne réponse est A2B1V2G1D1
Réponse : A2B1V2G1D1
Un changement morphophysiologique spécifique qui augmente le niveau global d'organisation d'un groupe particulier est appelé :
1) l'aromorphose
2) allomorphose
3) convergence
4) dégénérescence générale
Explication.
L'aromorphose est l'un des types de développement évolutif, qui consiste à augmenter l'organisation d'un certain groupe d'organismes.
Allomorphose = idioadaptation.
La bonne réponse est le numéro 1
Réponse 1
| EXEMPLE | SPÉCIATION | |
| A) dans la nature, dans l'aire de répartition du peuplier faux-tremble, il existe des peupliers faux-trembles autotriploïdes (3n = 57) B) dans la même forêt, deux races de la même espèce de coléoptères coexistent, tandis que les coléoptères d'une race vivent sur des saules et l'autre sur des trembles B) la forme européenne du lièvre blanc est connue, dans laquelle le pelage est brun avec une teinte gris rougeâtre en été, et blanc en hiver, et la forme irlandaise, dans laquelle le pelage reste brun avec une teinte gris rougeâtre tout toute l'année | 1) sympatrique 2) allopatrique |
Explication.
La bonne réponse est A1B1V2
Réponse : A1B1V2
Sur les quatre paires d'organes (structures) d'organismes vivants données, trois peuvent servir de même preuve anatomique comparative de l'évolution. Spécifiez un exemple "supplémentaire", qui est une telle preuve ne pas est un:
1) rhizome d'agropyre et bulbe d'oignon
2) nageoires pectorales des ailes de poisson et d'oiseau
3) trachée d'insecte et trachée humaine
4) feuille de pissenlit et appareil de piégeage de la plante insectivore drosera
Explication.
La trachée d'insecte et la trachée humaine sont des organes homologues, c'est-à-dire d'origine similaire et de fonctions différentes.
Les autres sont des exemples d'organes similaires qui ont des origines différentes, mais remplissent des fonctions similaires.
Réponse : 3
Définir la correspondance :
1) 1abg ; 2vd
2) 1avd ; 2bg
3) décalage ; 2bvd
4) 1vgd ; 2ab
Explication.
La bonne réponse est le numéro 3
Réponse : 3
Définir la correspondance :
Explication.
La bonne réponse est A1B3V1G2D3
Réponse : A1B3V1G2D3
Définir la correspondance :
1) 1ab ; 2vgd
2) 1abg ; 2vd
3) décalage ; 2bvd
4) 1bvd ; 2ag
Explication.
Les organes analogues sont des organes qui ont une morphologie et des fonctions similaires, mais qui diffèrent par leur structure et leur origine.
Les organes homologues ont la même origine mais remplissent des fonctions différentes.
La bonne réponse est le numéro 3
Réponse : 3
Définir la correspondance :
Écrivez votre réponse sous la forme d'une combinaison de lettres et de chiffres, en suivant la séquence alphabétique des lettres dans la colonne de gauche. Par exemple : A3B3B2G1D1.
Explication.
Aromormose - changements conduisant à une augmentation du niveau d'organisation.
La catamorphose est une simplification de l'organisation du corps.
Allomorphose - changements dans la structure et les fonctions de maintien du niveau général d'organisation.
La bonne réponse est A1B3V1G2D3
Réponse : A2B1V3G1D3
Définir la correspondance :
1) 1abg ; 2vd
2) 1abd ; 2vg
3) 1bc ; 2agd
4) 1vg ; 2abd
Explication.
Les organes analogues sont des organes qui ont une morphologie et des fonctions similaires, mais qui diffèrent par leur structure et leur origine.
Les organes homologues ont la même origine mais remplissent des fonctions différentes.
Réponse : 4
Définir la correspondance :
Écrivez votre réponse sous la forme d'une combinaison de lettres et de chiffres, en suivant la séquence alphabétique des lettres dans la colonne de gauche. Par exemple : A3B3B2G1D1.
Explication.
Aromormose - changements conduisant à une augmentation du niveau d'organisation.
La catamorphose est une simplification de l'organisation du corps.
Allomorphose - changements dans la structure et les fonctions de maintien du niveau général d'organisation.
La bonne réponse est A1B1V3G3D2
Réponse : A1B1V3G3D2
Définir la correspondance :
1) 1abg ; 2vd
2) 1avd ; 2bg
3) décalage ; 2bvd
4) 1vgd ; 2ab
Explication.
Les organes analogues sont des organes qui ont une morphologie et des fonctions similaires, mais qui diffèrent par leur structure et leur origine.
Les organes homologues ont la même origine mais remplissent des fonctions différentes.
La bonne réponse est le numéro 3
Réponse : 3
Définir la correspondance :
Écrivez votre réponse sous la forme d'une combinaison de lettres et de chiffres, en suivant la séquence alphabétique des lettres dans la colonne de gauche. Par exemple : A3B3B2G1D1.
Explication.
Aromormose - changements conduisant à une augmentation du niveau d'organisation.
La catamorphose est une simplification de l'organisation du corps.
Allomorphose - changements dans la structure et les fonctions tout en maintenant le niveau général d'organisation.
La bonne réponse est A1B3V1G2D3
Réponse : A1B3V2G1D3
Définir la correspondance :
1) 1ab ; 2vgd
2) 1ab ; 2vd
3) 1bc ; 2agd
4) 1vd ; 2abg
Explication.
Les organes analogues sont des organes qui ont une morphologie et des fonctions similaires, mais qui diffèrent par leur structure et leur origine.
Les organes homologues ont la même origine mais remplissent des fonctions différentes.
La bonne réponse est le numéro 2
Réponse : 2
Définir la correspondance :
Écrivez votre réponse sous la forme d'une combinaison de lettres et de chiffres, en suivant la séquence alphabétique des lettres dans la colonne de gauche. Par exemple : A3B3B2G1D1.
Explication.
Aromormose - changements conduisant à une augmentation du niveau d'organisation.
La catamorphose est une simplification de l'organisation du corps.
Allomorphose - changements dans la structure et les fonctions de maintien du niveau général d'organisation.
La bonne réponse est A1B3V1G2D3
Réponse : A1B1V2G3D3
La voie d'évolution associée à une diminution de l'organisation morphophysiologique, la réduction d'un certain nombre d'organes et de leurs systèmes à la suite de l'adaptation des organismes à des conditions d'existence plus simples, s'appelle :
1) catagenèse
2) arogenèse
3) symbiose
4) allogénèse
Explication.
Catagénèse - la voie du développement évolutif, accompagnée d'une simplification de l'organisation du corps.
La bonne réponse est le numéro 1
Réponse 1
a - glandes mammaires d'une chèvre et glandes sudoripares humaines
b - spore bactérienne et kyste cilié
c - nageoires de phoque et membres de taupe
g - ailes des oreillettes et ailes du hanneton
e - écailles de bourgeons d'épines de peuplier et de cactus
Quels sont les noms de ces trois paires d'organes (structures) et dont deux exemples ne leur appartiennent pas ("superflu") :
1) organismes similaires ; exemples "supplémentaires" - a, b
2) organismes similaires ; Exemples "supplémentaires" - c, d
3) organes homologues ; Exemples "supplémentaires" - b, d
Explication.
Les organes homologues sont des organes qui ont une origine similaire mais remplissent des fonctions différentes. Les exemples b et d sont des corps similaires.
La bonne réponse est le numéro 3
Réponse : 3
1) génétique
2) éthologique
3) environnemental
4) morphophysiologique
Explication.
La bonne réponse est le numéro 3
Réponse : 3
Pour chaque paire d'organes (structures), sélectionnez un schéma qui reflète la manière dont s'est déroulé le processus évolutif qui a conduit à la formation de ces organes (structures):
Explication.
La bonne réponse est A1B1V2G1D1
Réponse : A1B1V2G1D1
Dans l'aire de répartition générale, une partie des pinsons niche dans des forêts de conifères denses et l'autre partie niche dans des plantations de feuillus basses et clairsemées avec un grand nombre de clairières. Voici un exemple d'isolement :
1) génétique
2) éthologique
3) environnemental
4) morphophysiologique
Explication.
Isolement écologique - isolement dû à la séparation écologique. Les populations vivent dans une zone commune, mais dans des habitats différents et ne se rencontrent donc pas.
La bonne réponse est le numéro 3
Réponse : 3
Pour chaque paire d'organes (structures), sélectionnez un schéma qui reflète la manière dont s'est déroulé le processus évolutif qui a conduit à la formation de ces organes (structures):
Explication.
La divergence est une divergence de signes et de propriétés dans des groupes d'organismes initialement proches au cours de l'évolution, résultat de conditions de vie différentes et d'une sélection naturelle inégalement dirigée. Lors de la divergence, des organes homogènes se forment. Choix A, C, D, D.
Convergence - la convergence des caractéristiques dans le processus d'évolution de groupes d'organismes non étroitement liés, l'acquisition de leur structure d'origine résultant de l'existence dans des conditions similaires et d'une sélection naturelle également dirigée. Au cours de la convergence, des organes similaires se forment. Variante B.
La bonne réponse est A1B2V1G1D1
Réponse : A1B2V1G1D1
Dans la zone commune, une race de coucous pond des œufs bleus dans les nids du rouge-queue et chasse, l'autre - des œufs tachetés de lumière dans les nids de parulines. Voici un exemple d'isolement :
1) génétique
2) environnemental
3) éthologique
4) géographique
Explication.
Isolement écologique - isolement dû à la séparation écologique. Les populations vivent dans une zone commune, mais dans des habitats différents et ne se rencontrent donc pas.
La bonne réponse est le numéro 2
Réponse : 2
Pour chaque paire d'organes (structures), sélectionnez un schéma qui reflète la manière dont s'est déroulé le processus évolutif qui a conduit à la formation de ces organes (structures):
Explication.
La divergence est une divergence de signes et de propriétés dans des groupes d'organismes initialement proches au cours de l'évolution, résultat de conditions de vie différentes et d'une sélection naturelle inégalement dirigée. Lors de la divergence, des organes homogènes se forment. Choix A, B, D, D.
Convergence - la convergence des caractéristiques dans le processus d'évolution de groupes d'organismes non étroitement liés, l'acquisition de leur structure d'origine résultant de l'existence dans des conditions similaires et d'une sélection naturelle également dirigée. Au cours de la convergence, des organes similaires se forment. Variante B.
La bonne réponse est A1B1V2G1D1
Réponse : A1B1V2G1D1
Chez les espèces étroitement apparentées de lucioles nord-américaines, pour attirer les individus du sexe opposé, on observe une nature différente des éclairs lumineux : en durée, en fréquence, en intensité. Voici un exemple d'isolement :
1) génétique ;
2) éthologique ;
3) écologique ;
4) géographique.
Explication.
Avec la nature éthologique de l'isolement reproductif pour les individus de populations différentes, la probabilité de fécondation diminue en raison des différences de mode de vie et de comportement.
La bonne réponse est le numéro 2
Réponse : 2
Pour chaque paire d'organes (structures), sélectionnez un schéma qui reflète la manière dont s'est déroulé le processus évolutif qui a conduit à la formation de ces organes (structures):
Explication.
La divergence est une divergence de signes et de propriétés dans des groupes d'organismes initialement proches au cours de l'évolution, résultat de conditions de vie différentes et d'une sélection naturelle inégalement dirigée. Lors de la divergence, des organes homogènes se forment. Choix A, B, D, D.
Convergence - la convergence des caractéristiques dans le processus d'évolution de groupes d'organismes non étroitement liés, l'acquisition de leur structure d'origine résultant de l'existence dans des conditions similaires et d'une sélection naturelle également dirigée. Au cours de la convergence, des organes similaires se forment. Variante B.
La bonne réponse est A1B2V1G1D1
Réponse : A1B1V2G1D1
Le sens de l'évolution, caractérisé par une diminution du nombre d'individus, la prédominance de la mortalité sur la fécondité et le rétrécissement de l'intervalle, s'appelle :
1) arogenèse
2) progrès morphophysiologiques
3) convergence
4) régression biologique
Explication.
La régression biologique est la direction du développement évolutif, accompagnée d'une simplification de l'organisation des organismes.
La bonne réponse est le numéro 3
Réponse : 4
Cinq paires d'exemples d'organes (structures) d'organismes vivants sont données, dont trois peuvent servir de la même preuve anatomique comparative de l'évolution :
a - épines de cactus et vrilles de pois
b - graines de pin et spores de fougère
c - la patte antérieure de la grue et la patte antérieure du rhinocéros
g - aiguilles de hérisson et poils de chien
e - yeux de renard et yeux de sauterelle
Quels sont les noms de ces trois paires d'organes (structures) et dont deux exemples ne leur appartiennent pas ("superflu") :
1) organismes similaires ; exemples "supplémentaires" - a, c
3) organes homologues ; Exemples "supplémentaires" - b, e
4) organes homologues ; exemples "supplémentaires" - a, d
Explication.
Les organes homologues sont des organes qui ont une origine similaire mais remplissent des fonctions différentes. Les exemples b et e sont des organes similaires.
La bonne réponse est le numéro 3
Réponse : 3
La divergence des caractéristiques d'organismes apparentés ou de leurs groupes, qui résulte de l'adaptation à différentes conditions d'existence, s'appelle:
1) arogenèse
2) la catagenèse
3) écart
4) convergence
Explication.
La divergence est l'un des types de variabilité adaptative des organismes, caractérisée par une divergence de caractéristiques chez des organismes similaires.
La bonne réponse est le numéro 3
Réponse : 3
Cinq paires d'exemples d'organes animaux (structures) sont données, dont trois peuvent servir de la même preuve anatomique comparative de l'évolution :
a - écailles rénales des aiguilles de peuplier et d'épinette
b - épines d'aubépine et épines de mûre
c - ailes de chauve-souris et ailes de hanneton
d - nageoires de phoque et membres de taupe
e - œil photosensible d'euglène et œil de calmar
Quels sont les noms de ces trois paires d'organes (structures) et dont deux exemples ne leur appartiennent pas ("superflu") :
1) organismes similaires ; Exemples "supplémentaires" - d, d
2) organismes similaires ; Exemples "supplémentaires" - a, d
3) organes homologues ; exemples "supplémentaires" - a, b
4) organes homologues ; exemples "supplémentaires" - c, d
Explication.
Les organes analogues sont des organes qui ont une morphologie et des fonctions similaires, mais qui diffèrent par leur structure et leur origine. Les exemples a et d sont des organes homologues.
La bonne réponse est le numéro 2
Réponse : 2
La spéciation qui se produit dans l'aire de répartition de l'espèce d'origine, lorsque les populations ne peuvent pas se croiser en raison de l'isolement biologique, est appelée :
1) sympatrique
2) allopatrique
3) allogénèse
4) convergence
Explication.
Spéciation sympatrique - apparition d'un isolement reproductif dû à des modifications de l'ensemble chromosomique des individus.
La spéciation allopatrique est l'une des méthodes de spéciation, dans laquelle la barrière reproductive entre les espèces est formée sur la base de l'isolement spatial.
L'allogenèse est la direction de l'évolution d'un groupe d'organismes, dans laquelle des espèces étroitement apparentées modifient certaines adaptations particulières avec d'autres, et le niveau général d'organisation reste le même.
Convergence - la convergence des caractéristiques dans le processus d'évolution de groupes d'organismes non étroitement liés, l'acquisition d'une structure similaire par eux en raison de l'existence dans des conditions similaires et d'une sélection naturelle également dirigée.
La bonne réponse est le numéro 1
Réponse 1
Cinq paires d'exemples d'organes animaux (structures) sont données, dont trois peuvent servir de la même preuve anatomique comparative de l'évolution :
a - appareil de piégeage des feuilles de pissenlit et du drosera
b - trachée d'insecte et trachée humaine
c - membres d'écrevisses et membres de lézard
d - membres antérieurs d'une grenouille et nageoires d'une baleine
e - glandes à venin de serpent et glandes salivaires humaines
Quels sont les noms de ces trois paires d'organes (structures) et dont deux exemples ne leur appartiennent pas ("superflu") :
1) organismes similaires ; exemples "supplémentaires" - a, d
2) organismes similaires ; Exemples "supplémentaires" - b, d
3) organes homologues ; exemples "supplémentaires" - c, d
4) organes homologues ; exemples "supplémentaires" - b, c
Explication.
Les organes analogues sont des organes qui ont une morphologie et des fonctions similaires, mais qui diffèrent par leur structure et leur origine. Les exemples b et c sont des corps similaires.
La bonne réponse est le numéro 4
Réponse : 4
Au début du XXe siècle, à la suite d'une chasse intensive à la zibeline, son aire de répartition a été déchirée en de nombreuses petites parties, éloignées les unes des autres à des distances considérables. Voici un exemple d'isolement :
1) génétique
2) éthologique
3) environnemental
4) géographique
Explication.
Isolement géographique - l'isolement d'une certaine population d'autres populations de la même espèce par un obstacle géographique insurmontable.
La bonne réponse est le numéro 4
Réponse : 4
Pour chaque paire d'organes (structures), sélectionnez un schéma qui reflète la manière dont s'est déroulé le processus évolutif qui a conduit à la formation de ces organes (structures):
Écrivez votre réponse sous la forme d'une combinaison de lettres et de chiffres, en suivant l'ordre alphabétique des lettres. Gardez à l'esprit que certaines données de la colonne de droite (figure) peuvent être utilisées plusieurs fois ou ne pas être utilisées du tout. Par exemple : A1B2B1... .
Explication.
Les points a), b) sont des exemples d'organes similaires qui se développent à la suite d'une convergence. Dans ce cas, les organes sont similaires dans la morphologie et les fonctions, mais diffèrent dans la structure et l'origine.
Les points c), d), e) sont des exemples d'organes homologues. Ils se développent à la suite d'une divergence, ont des origines communes, mais remplissent des fonctions différentes.
La bonne réponse est A2B2V1G1D1
Réponse : A2B2V1G1D1
Dans l'aire de répartition générale, une partie des merles vivent dans des forêts denses, l'autre partie vit dans des colonies. Voici un exemple d'isolement :
1) génétique
2) éthologique
3) environnemental
4) morphophysiologique
Explication.
La bonne réponse est le numéro 3
Réponse : 3
Pour chaque paire d'organes (structures), sélectionnez un schéma qui reflète la manière dont s'est déroulé le processus évolutif qui a conduit à la formation de ces organes (structures):
Écrivez votre réponse sous la forme d'une combinaison de lettres et de chiffres, en suivant l'ordre alphabétique des lettres. Gardez à l'esprit que certaines données de la colonne de droite (figure) peuvent être utilisées plusieurs fois ou ne pas être utilisées du tout. Par exemple : A1B2B1... .
Explication.
Les éléments a), b), d), e) sont des exemples d'organes similaires qui se développent à la suite d'une convergence. Dans ce cas, les organes sont similaires dans la morphologie et les fonctions, mais diffèrent dans la structure et l'origine.
Le point c) sont des exemples d'organes homologues. Ils se développent à la suite d'une divergence, ont des origines communes, mais remplissent des fonctions différentes.
La bonne réponse est A1B1V2G1D1
Réponse : A1B1V2G1D1
Dans l'aire de répartition générale, une partie des pinsons niche dans des forêts de conifères denses et l'autre partie niche dans des plantations de feuillus basses et clairsemées avec un grand nombre de clairières. Voici un exemple d'isolement :
1) génétique
2) éthologique
3) environnemental
4) morphophysiologique
Explication.
L'isolement écologique est une forme d'isolement causée par une inadéquation entre les conditions environnementales et les périodes de reproduction.
La bonne réponse est le numéro 3
Réponse : 3
Pour chaque paire d'organes (structures), sélectionnez un schéma qui reflète la manière dont s'est déroulé le processus évolutif qui a conduit à la formation de ces organes (structures):
Écrivez votre réponse sous la forme d'une combinaison de lettres et de chiffres, en suivant l'ordre alphabétique des lettres. Gardez à l'esprit que certaines données de la colonne de droite (figure) peuvent être utilisées plusieurs fois ou ne pas être utilisées du tout. Par exemple : A1B2B1... .
Explication.
Le point B est un exemple d'organes similaires qui se développent à la suite d'une convergence. Dans ce cas, les organes sont similaires dans la morphologie et les fonctions, mais diffèrent dans la structure et l'origine.
Les éléments A, C, D, E sont des exemples d'organes homologues. Ils se développent à la suite d'une divergence, ont des origines communes, mais remplissent des fonctions différentes.
La bonne réponse est A1B2V1G1D1
Écrivez votre réponse sous la forme d'une combinaison de lettres et de chiffres, en suivant l'ordre alphabétique des lettres. Gardez à l'esprit que certaines données de la colonne de droite (figure) peuvent être utilisées plusieurs fois ou ne pas être utilisées du tout. Par exemple : A1B2B1... .
Réponse : A1B2V1G1D1
Au sein de l'aire de répartition commune, une race de coucous pond des œufs bleus dans les nids du rougequeue et du monnayage. l'autre - œufs tachetés de lumière dans les nids de parulines. C'est un exemple d'isolement.
1) génétique
2) éthologique
3) environnemental
4) géographique
Explication.
L'isolement écologique est une forme d'isolement causée par une inadéquation entre les conditions environnementales et les périodes de reproduction.
La bonne réponse est le numéro 3
Réponse : 3
Pour chaque paire d'organes (structures), sélectionnez un schéma qui reflète la manière dont s'est déroulé le processus évolutif qui a conduit à la formation de ces organes (structures):
Écrivez votre réponse sous la forme d'une combinaison de lettres et de chiffres, en suivant l'ordre alphabétique des lettres. Gardez à l'esprit que certaines données de la colonne de droite (figure) peuvent être utilisées plusieurs fois ou ne pas être utilisées du tout. Par exemple : A1B2B1... .
Explication.
L'élément B sont des exemples d'organes similaires qui se développent à la suite de la convergence. Dans ce cas, les organes sont similaires dans la morphologie et les fonctions, mais diffèrent dans la structure et l'origine.
Les éléments A, B, D, E sont des exemples d'organes homologues. Ils se développent à la suite d'une divergence, ont des origines communes, mais remplissent des fonctions différentes.
La bonne réponse est A1B1V2G1D1
Réponse : A1B1V2G1D1
Au cours de l'évolution, la teneur en acides gras insaturés dans la composition des graisses des poissons arctiques a augmenté, ce qui réduit la température de solidification. Voici un exemple d'adaptation :
1) éthologique
2) comportemental
3) physiologique
4) morphologique
Explication.
Les adaptations en cours d'évolution peuvent être comportementales, biochimiques, physiologiques (hibernation, diapause), morphologiques (apparition d'une membrane entre les doigts chez les oiseaux aquatiques).
Dans ce cas, les températures de congélation et d'hypothermie diminuent du fait de l'accumulation de cryoprotecteurs, ce qui est un exemple d'adaptation ou d'acclimatation physiologique.
Acclimatation - changements physiologiques dans la vie de l'organisme associés à l'adaptation aux nouvelles conditions environnementales et à un changement de tolérance et de la position de l'optimum.
La bonne réponse est le numéro 3
Réponse : 3
Déterminez quel mode de spéciation chaque exemple décrit :
| EXEMPLE | SPÉCIATION | |
| A) Onagre géante (2n=48) obtenue sur base de polyploïdie à partir de la forme usuelle d'onagre (2n=24) B) trois espèces de mélèzes étroitement apparentées poussent dans l'hémisphère nord: européen - en Europe, dahurien - en Sibérie orientale, américain - en Amérique du Nord B) dans les prairies de fauche, il existe plusieurs sous-espèces du grand hochet, dont l'une a le temps de fleurir et de donner des graines avant la tonte, l'autre fleurit en fin d'été après la tonte | 1) sympatrique 2) allopatrique |
Écrivez votre réponse sous la forme d'une combinaison de lettres et de chiffres, en suivant la séquence alphabétique des lettres dans la colonne de gauche (figure). Sachez que certaines données de la colonne de droite peuvent être utilisées plusieurs fois ou pas du tout. Par exemple A2B1V1... .
Explication.
La spéciation sympatrique se produit en raison de la formation d'un isolement reproductif dans la population d'origine en raison de réarrangements du caryotype.
Spéciation allopatrique - l'émergence de nouvelles populations et espèces en raison de l'isolement spatial.
La bonne réponse est A1B2V1
Réponse : A1B2V1
La divergence des caractéristiques des organismes apparentés ou de leurs groupes en cours d'évolution est appelée :
1) arogenèse
2) la catagenèse
3) écart
4) convergence
Explication.
Divergence - la direction du développement évolutif, accompagnée d'une divergence de caractéristiques chez les organismes apparentés.
La bonne réponse est le numéro 3
Réponse : 3
Au cours de l'évolution, des racines échasses se sont formées dans des plantes de mangrove réparties sur des zones périodiquement inondées des côtes de l'Asie du Sud-Est, de l'Océanie et d'autres. Voici un exemple d'adaptation :
1) comportemental
2) biochimique
3) physiologique
4) morphologique
Explication.
Les adaptations dans le métier de l'évolution peuvent être comportementales, biochimiques, physiologiques (tomber en hibernation), morphologiques (apparition d'une toile entre les doigts chez les oiseaux aquatiques).
Classer: 9
Présentation pour le cours
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Objectifs de la leçon:
- Éducatif: basé sur la connaissance de la dépendance évolutive des aromorphoses et des idioadaptations, approfondir la compréhension des résultats de l'évolution, considérer les schémas généraux de l'évolution biologique, identifier les schémas du processus évolutif, analyser le phénomène de divergence et de convergence au niveau microévolutif.
- Éducatif: poursuivre le développement des compétences intellectuelles et informationnelles par le développement de tâches biologiques qui nécessitent une réflexion logique, poursuivre la formation de compétences pour analyser, résumer, travailler avec diverses sources d'information, la capacité d'établir des relations de cause à effet, tirer des conclusions, penser logiquement, rédiger les résultats d'opérations mentales sous forme orale et écrite. Développement des compétences communicatives et réflexives.
- éducateurs: éducation d'une attitude responsable envers les activités éducatives, une culture du travail et de la communication, la formation d'une vision du monde dialectique-matérialiste, le développement de l'intérêt cognitif pour le sujet, la reconnaissance de la valeur des connaissances pour le développement personnel.
Tâches:
- Passez en revue le matériel couvert dans la leçon précédente ;
- Créer les conditions pour poser une situation problématique ;
- Promouvoir la formation des compétences des étudiants de recherche indépendante de réponses au problème;
- Consolider les connaissances des élèves reçues en leçon;
- Contribuer à la création d'une ambiance créative en classe;
- Favoriser le développement des compétences de communication (la capacité d'interagir en petits groupes), la capacité d'évaluer les actions (introspection).
Résultats prévus : les élèves se font une idée des schémas d'évolution biologique, ils sont capables d'opérer avec des concepts : phylogenèse, divergence, convergence ; peut expliquer et donner des exemples des principales formes de phylogenèse.
Type de leçon : combiné.
Type de cours : leçon d'apprentissage.
Méthode plomb : communication dialoguée basée sur le travail avec des matériaux de manuels, des tableaux, des diapositives.
Niveau d'assimilation : recherche en partie.
Formes d'organisation des activités éducatives: réponses orales sur place, travail indépendant avec du matériel d'information, remplissage du tableau, résolution de problèmes biologiques, réalisation de tests par vous-même, maîtrise de soi et réflexion.
Activités de l'enseignant : créer les conditions pour poser un problème, aider les étudiants à trouver des réponses et à résoudre des problèmes litigieux, créer une situation de réussite, résumer le travail.
Développement des compétences des étudiants : interagir en groupe, appliquer les connaissances dans une nouvelle situation, résoudre des tâches non standard, établir des relations de cause à effet, développer la capacité d'introspection.
Concepts de base de la leçon: phylogénie, divergence, convergence
Sources d'information: La biologie. CONSIDÉRATIONS GÉNÉRALES. 9e année: manuel pour les établissements d'enseignement / S.G. Mamontov, V.B. Zakharov, N.I. Sonin - M. : Outarde, 2011. - 287 pages ; présentation électronique.
Noter une leçon :à la discrétion de l'enseignant, auto-évaluation de l'élève.
Plan de cours:
- Organisation du temps.
- Mise à jour des connaissances.
- Exposé du problème éducatif.
- Trouver une solution à un problème.
- Consolidation primaire des connaissances.
- Consolidation secondaire des connaissances. Exécution des tests.
- Résumé de la leçon. Réflexion.
- Devoirs.
Pendant les cours
1. Moment organisationnel.
Accueillir les étudiants
Vérification de l'état de préparation externe des élèves pour la leçon. Créer une motivation positive.
Bonne après midi les gars.
Je suis heureux de vous voir. Je vois des visages intelligents et gentils devant moi. Afin de comprendre comment nous allons travailler aujourd'hui, je veux savoir dans quelle humeur vous êtes. Si vous êtes de bonne humeur, souriez-moi. Regardez-vous, souriez !
Je suis sûr que la leçon d'aujourd'hui nous apportera satisfaction et sera fructueuse, et votre humeur ne s'aggravera pas à la fin de la leçon.
2. Actualisation des connaissances.
Travail en binôme : (diapositive 2)
Dites à votre camarade de classe les concepts suivants :
- Aromorphose
- Idioadaptation
- Dégénérescence générale
2) Travailler sur des cartes avec vérification mutuelle ultérieure (diapositive 3).
Lequel des énoncés suivants fait référence à l'aromorphose, à l'idioadaptation, à la dégénérescence ?
- poumons cellulaires chez les reptiles ;
- cortex cérébral primaire chez les reptiles;
- queue nue d'un castor;
- manque de membres chez les serpents;
- manque de racines dans la cuscute;
- l'apparition d'un septum dans le ventricule du cœur chez les reptiles ;
- glandes mammaires chez les mammifères;
- formation de nageoires chez les morses;
- absence de système circulatoire chez les ténias ;
- absence de glandes sudoripares chez le chien.
Légende : (diapositive 4)
| Aromorphoses | Idioadaptation | Dégénérescence |
| 1, 2, 6, 7 | 3, 4, 8, 10 | 5, 9 |
3. Énoncé du problème éducatif (diapositive 5)
Comparez un ver de terre et une larve de hanneton.
(Le ver de terre appartient au type Annélides de la classe des vers à poils bas. Il a un corps cylindrique allongé, à l'extrémité avant du corps il y a un petit lobe principal mobile, dépourvu d'yeux, d'antennes et de tentacules. Le corps est segmenté , muni de petits poils.
La sangsue appartient au type Annélides, classe Sangsues. Il a un corps allongé et aplati dans le sens dorso-abdominal, des ventouses sont situées aux extrémités antérieure et postérieure, les poils sont absents.
Le visage du Maybug appartient au phylum Arthropoda, la classe Insectes. Extérieurement, il ressemble à un ver, se déplace bien dans le sol, En raison du fait qu'ils vivent sous terre, ils n'ont pas d'yeux. L'appareil buccal de type rongeur est bien développé, grâce auquel la larve du coléoptère de mai creuse le sol et se nourrit de débris végétaux et de racines de plantes).
- Comment expliquer que le ver de terre et la sangsue aient des structures différentes, bien qu'ils appartiennent au même type ?
- Comment expliquer que le ver de terre et la larve du Maybug aient quelques similitudes, mais appartiennent à des types d'animaux différents ?
(Déclaration des étudiants)
Établissement d'objectifs.
Que pensez-vous que nous allons étudier aujourd'hui dans la leçon ?
Énoncez le but de la leçon (écrivez au tableau).
De plus, nous apprendrons les règles de l'évolution.
Nous continuerons à apprendre à travailler avec la littérature pédagogique, à en extraire les informations nécessaires ; composer de courts messages, énoncer leur contenu et formuler des questions; réfléchir et répondre clairement aux questions posées, résoudre des problèmes biologiques et des tâches de nature test, évaluer leur travail.
4. Rechercher une solution au problème
Rappelez-vous la définition de l'évolution
L'évolution est le processus de développement historique de la nature vivante basé sur la variabilité, l'hérédité et la sélection naturelle.
Parmi les formes d'évolution, on trouve :
- Divergence
- convergence
Considérons ces formes plus en détail et découvrons leur signification évolutive.
Travail de groupe avec le texte du manuel.
Tâche pour le groupe 1 : lire le texte du manuel p.66-67 « Divergence ». Développer le contenu du concept de divergence. Comment peut-on expliquer la différence de caractéristiques chez les organismes de groupes apparentés.
Tâche pour le groupe 2 : lire le texte du manuel p.67-70 « Convergence ».
Communication dialogique basée sur le travail avec des supports scolaires :
Qu'est-ce que la divergence
L'écart entre les caractéristiques d'un organisme au sein d'un groupe systématique, qui se produit sous l'influence de la variabilité, est fixé héréditairement, de sorte que différentes sous-espèces et espèces sont formées à partir d'un ancêtre commun.
Donnez des exemples de divergence.
(prenons comme exemple la divergence des mammifères et des feuilles de plantes modifiées) (diapos 6-7).
A quel niveau peut-on observer une divergence.
Les espèces, les familles, les ordres peuvent diverger.
Quel est le rôle de la divergence dans le processus d'évolution ?
La divergence conduit à l'émergence d'organismes dont la structure et les fonctions sont diverses, ce qui garantit une utilisation plus complète des conditions environnementales.
Formulation de la conclusion : (diapo 8) après l'émergence de grands groupes systématiques sur la voie de l'aromorphose, une grande évolution divergente de ce groupe s'amorce par l'acquisition d'adaptations.
- Aromorphose
- Idioadaptation
- Convergence
Qu'est-ce que la convergence ?
L'apparition de signes similaires dans différents groupes non apparentés vivant dans les mêmes conditions environnementales (diapositive 9)
Comment une ressemblance externe similaire pourrait-elle apparaître chez des animaux de groupes systématiques différents ? Et l'interne ?
Convergence - la convergence des caractéristiques dans le processus d'évolution de groupes d'organismes non étroitement liés, l'acquisition d'une structure similaire par eux en raison de l'existence dans des conditions similaires et d'une sélection naturelle également dirigée. La similitude convergente n'est pas profonde. (donnez des exemples caractérisant la structure interne d'un dauphin et d'un requin, une position systématique différente détermine les différences) (diapositive 10)
A quel niveau la convergence peut-elle se produire ?
Dans les mêmes conditions d'existence, des animaux appartenant à des groupes systématiques différents peuvent acquérir une structure externe similaire (similitude convergente) (diapo 11)
Le processus évolutif peut-il s'inverser et la vie revenir à ses origines ?
Que pensez-vous, si les anciennes conditions d'existence sont restaurées sur Terre, les dinosaures réapparaîtront-ils ? (diapositive 12)
Exposé des arguments "pour" et "contre".
Pour conclure : dans l'histoire de la Terre, des conditions physiques se sont souvent produites qui répètent celles qui existaient déjà auparavant. Par exemple, le territoire de la Sibérie occidentale s'est soulevé à plusieurs reprises du fond de la mer et a de nouveau coulé.
Les espèces diffèrent les unes des autres non pas par des caractères individuels, mais par des complexes complexes de caractères. Et la répétition de tout le complexe de signes est statistiquement incroyable, sur la base de laquelle : l'évolution est un processus irréversible.
Entrée de bloc-notes :
Règles d'évolution :
- Règle d'irréversibilité de l'évolution
- La règle d'alternance des directions principales d'évolution.
5. Consolidation primaire des connaissances.
Caractéristiques comparées des indicateurs objectifs des principales formes d'évolution organique (diapositive 13)
| Forme d'évolution | une brève description de | Raisons de la similitude des signes | Raisons de la différence de signes | Exemples |
| Divergence | L'écart entre les caractéristiques d'un organisme au sein d'un groupe systématique, qui se produit sous l'influence de la variabilité, est fixé héréditairement, de sorte que différentes sous-espèces et espèces sont formées à partir d'un ancêtre commun. | Affinité des organismes | Formation de divers types d'adaptations dans diverses conditions environnementales | |
| Convergence | Convergence des signes dans le processus d'évolution de groupes d'organismes non étroitement liés, leur acquisition d'une structure similaire résultant de l'existence dans des conditions similaires et d'une sélection naturelle également dirigée. | Formation d'adaptations similaires dans les mêmes conditions environnementales | Les organismes appartiennent à différents groupes systématiques |
6. Consolidation secondaire des connaissances.
Comparez des organismes et expliquez à quel phénomène se rapporte leur similitude ou leur différence. Inscrivez vos réponses dans le tableau
| Divergence | Convergence |
- Medvedka et taupe (similitude dans la forme des pattes avant) (diapositive 14)
- Pin sylvestre et pin cèdre (différences de structure) (diapo 15)
- Lièvre blanc et lièvre brun (diapositive 16)
- Chameau et mouton à queue grasse (réserve de graisse) (diapo 17)
- Chameau à une bosse et chameau à deux bosses (diapositive 18)
- Écrevisse et scorpion (ont des griffes) (diapo 19)
- Écrevisse et crabe (ont des pinces) (diapositive 20)
- Escargot de raisin et grand étang (diapositive 21)
- Nageur frangé et nageur black-tinnik (diapo 22)
- Jerboa et kangourou (longues pattes postérieures) (diapo 23)
- Grenouille et crapaud (diapo 24)
- Grenouille et mouche domestique (anabiose) (diapo 25)
- Faucon faucon et colibri (ne vous asseyez pas sur une fleur en train de vous nourrir, mais survolez-la dans les airs, en vous retournant rapidement et rapidement avec des ailes étroites) (diapositive 26)
- Hérisson et échidné (similitude de couverture) (diapo 27)
Légende (diapositive 28)
| Divergence | Convergence |
| 2, 3, 5, 7, 8, 9, 11 | 1, 4, 6, 10, 12, 13, 14 |
7. Résumer la leçon.
Les gars, quel objectif avons-nous fixé au début de la leçon, avons-nous atteint cet objectif ? (déclarations d'élèves)
Dans la leçon, nous avons appris à fixer un objectif et à atteindre sa solution ; vous avez montré votre capacité à penser logiquement, à sélectionner et à évaluer les informations. Pour réussir aujourd'hui, vous devez maîtriser l'information. Aujourd'hui, vous avez fait un pas de plus vers la maîtrise de cet art.
Réflexion
Êtes-vous satisfait de vos résultats ?
Un petit questionnaire est proposé qui permet de faire une auto-analyse, de donner une appréciation qualitative et quantitative de la leçon (diapo 29)
8. Devoirs (diapositive 30)
P. 13, questions au texte.
Pour ceux que ça intéresse : trouver des exemples de convergence et de divergence en utilisant Internet ou de la littérature complémentaire.
Vous avez travaillé très dur aujourd'hui ! Merci pour la leçon!
Prenant l'exemple de la comparaison des séquences génomiques des dauphins et des chauves-souris - mammifères capables d'écholocation - des scientifiques européens ont découvert les voies génétiques de l'évolution convergente. La convergence, c'est-à-dire l'apparition de traits similaires dans des organismes non apparentés, était considérée comme le résultat de l'évolution de différents ensembles de gènes : la probabilité de mutations similaires dans des gènes similaires semble trop négligeable. Mais, il s'est avéré que l'écholocation - un trait adaptatif complexe - est apparue chez les dauphins et les chauves-souris précisément en raison de mutations similaires dans des gènes similaires. Cela change notre compréhension de l'essence génétique de la convergence et montre également que les résultats de l'application de méthodes moléculaires pour les reconstructions phylogénétiques doivent être traités avec prudence.
Supposons que nous construisions différents arbres phylogénétiques (voir schémas des Fig. 2 et 3), basés sur différentes hypothèses sur l'origine de l'écholocation. Un arbre reflétera la similarité moléculaire globale - c'est l'approche acceptée. L'autre forcera toutes les chauves-souris écholocatrices à s'unir en un seul clade monophylétique, les reproduisant avec des frères incapables d'écholocation et, naturellement, avec des dauphins. Le troisième arbre réunira tous les écholocateurs d'animaux en général - à la fois les chauves-souris et les dauphins, les séparant des autres détecteurs non sonar. Aussi absurdes que puissent nous paraître les deux derniers arbres, nous pouvons les analyser de la même manière que les arbres qui nous paraissent acceptables. De plus, au cours du calcul de séquences individuelles de gènes spécifiques, il s'avère que ces arbres ridicules sont très bons. En identifiant un ensemble de tels gènes, il sera possible de conclure avec certitude que l'évolution convergente a fonctionné dans ces sites. C'est exactement ce que les généticiens ont pensé lorsqu'ils ont commencé à calculer la similarité de 2326 gènes codants orthologues.
Chacun des gènes orthologues a été comparé à chacun, et pour chacun, il a été estimé lequel des schémas phylogénétiques lui convient le mieux, c'est-à-dire pour quel arbre la similitude génétique sera sur gros. Il y avait de nombreux loci chez cinq espèces d'écholocalisation pour lesquelles les arbres phylogénétiques "absurdes" conviennent mieux (824 loci pour le deuxième arbre et 392 pour le troisième). En d'autres termes, c'est avec ces lieux que s'opère l'évolution convergente.
Ces traits se manifestaient le plus clairement dans les gènes associés à l'ouïe ou à la surdité. Par exemple, la convergence a affecté les gènes responsables de la formation de la cochlée, ainsi que ceux qui codent pour le développement des cellules ciliées de l'oreille interne. En outre, un signal statistique clair d'évolution convergente a également été trouvé dans les gènes, d'une manière ou d'une autre liés à la vision. Cela ne devrait guère surprendre : les dauphins et les chauves-souris sont adaptés à la faible luminosité. Par conséquent, les systèmes moléculaires et régulateurs de la perception visuelle ont été ajustés en conséquence. Dans le même temps, les fonctions de nombreux gènes avec un signal convergent clair restent inconnues.
Une partie importante du travail consistait à vérifier l'action de la sélection dans les gènes "convergents": si la convergence était neutre ou formée à la suite d'une sélection motrice. Cette question a été résolue de manière classique - en comparant le nombre de substitutions synonymes et non synonymes (voir Taux de substitutions de nucléotides). Il s'est avéré que le nombre de substitutions non synonymes dépassait le nombre de substitutions synonymes ; par conséquent, dans le cas de l'écholocation, nous n'avons pas affaire à une dérive neutre, mais à une sélection motrice qui prend en charge la formation de caractéristiques adaptatives.
Cette étude est importante pour deux raisons. Premièrement, la lecture de génomes complets est devenue une entreprise routinière et apparemment peu coûteuse. Le fait que les auteurs de cet ouvrage aient lu et déchiffré les génomes de quatre espèces de chauves-souris à l'aide du matériel et des dernières technologies d'Illumina est rapporté au passage dans la partie méthodologique de l'ouvrage. Les auteurs étaient bien conscients que le temps de l'enthousiasme pour la possibilité même de lire des séquences génomiques et même la grande précision de leur décodage était révolu. L'heure est aux résultats qui se profilaient dans le futur derrière ces délices.
La deuxième raison relève davantage de la méthodologie biologique, à savoir des méthodes de phylogénie. L'ère de la domination de la systématique morphologique a été remplacée par l'ère de la phylogénétique moléculaire. Si les arbres généalogiques antérieurs étaient reconstruits sur la base de similitudes et de différences morphologiques et/ou sur la base d'homologies morphologiques, il est désormais habituel de se concentrer sur le degré de similitude entre les séquences d'acides aminés ou de nucléotides. Le choix en faveur de la phylogénétique moléculaire a été fait, notamment en raison de la difficulté de distinguer les convergences et l'ascendance commune.
En phylogénétique moléculaire, la similitude convergente superficielle n'était pas considérée comme étant d'une grande importance, car les modifications génétiques pour obtenir le même résultat morphologique sont toujours différentes. Par conséquent, la phylogénétique moléculaire ne pouvait pas trop s'inquiéter du fait qu'au lieu d'une relation, une communauté écologique serait révélée.
Mais, comme il s'avère maintenant, ce n'est pas le cas. Si notre généticien n'avait pas été trop chanceux et avait pris les mêmes 824 loci similaires ou, pire encore, 390 loci similaires pour notre troisième arbre pour construire son arbre généalogique d'écholocation, il aurait reçu des phylogénies absurdes. Et j'aurais tout à fait le droit de les défendre, en me référant à un signal statistique bon et fiable ! A peu près comme si un morphologue défendait l'origine commune des dauphins et des chauves-souris, faisant appel à une étonnante écholocation. Et c'est exactement ce à quoi la phylogénétique moléculaire a tenté de s'éloigner, mais en pire, car tout le monde n'ose pas discuter avec les statistiques. Ce travail montre donc une fois de plus que chaque méthode a ses limites et son propre champ d'application. La phylogénétique moléculaire doit encore le définir.
Prenant l'exemple de la comparaison des séquences génomiques des dauphins et des chauves-souris - mammifères capables d'écholocation - des scientifiques européens ont découvert les voies génétiques de l'évolution convergente. La convergence, c'est-à-dire l'apparition de traits similaires dans des organismes non apparentés, était considérée comme le résultat de l'évolution de différents ensembles de gènes : la probabilité de mutations similaires dans des gènes similaires semble trop négligeable. Mais, il s'est avéré que l'écholocation - un trait adaptatif complexe - est apparue chez les dauphins et les chauves-souris précisément en raison de mutations similaires dans des gènes similaires. Cela change notre compréhension de l'essence génétique de la convergence et montre également que les résultats de l'application de méthodes moléculaires pour les reconstructions phylogénétiques doivent être traités avec prudence.
Supposons que nous construisions différents arbres phylogénétiques (voir schémas des Fig. 2 et 3), basés sur différentes hypothèses sur l'origine de l'écholocation. Un arbre reflétera la similarité moléculaire globale - c'est l'approche acceptée. L'autre forcera toutes les chauves-souris écholocatrices à s'unir en un seul clade monophylétique, les reproduisant avec des frères incapables d'écholocation et, naturellement, avec des dauphins. Le troisième arbre réunira tous les écholocateurs d'animaux en général - à la fois les chauves-souris et les dauphins, les séparant des autres détecteurs non sonar. Aussi absurdes que puissent nous paraître les deux derniers arbres, nous pouvons les analyser de la même manière que les arbres qui nous paraissent acceptables. De plus, au cours du calcul de séquences individuelles de gènes spécifiques, il s'avère que ces arbres ridicules sont très bons. En identifiant un ensemble de tels gènes, il sera possible de conclure avec certitude que l'évolution convergente a fonctionné dans ces sites. C'est exactement ce que les généticiens ont pensé lorsqu'ils ont commencé à calculer la similarité de 2326 gènes codants orthologues.
Chacun des gènes orthologues a été comparé à chacun, et pour chacun, il a été estimé lequel des schémas phylogénétiques lui convient le mieux, c'est-à-dire pour quel arbre la similitude génétique sera sur gros. Il y avait de nombreux loci chez cinq espèces d'écholocalisation pour lesquelles les arbres phylogénétiques "absurdes" conviennent mieux (824 loci pour le deuxième arbre et 392 pour le troisième). En d'autres termes, c'est avec ces lieux que s'opère l'évolution convergente.
Ces traits se manifestaient le plus clairement dans les gènes associés à l'ouïe ou à la surdité. Par exemple, la convergence a affecté les gènes responsables de la formation de la cochlée, ainsi que ceux qui codent pour le développement des cellules ciliées de l'oreille interne. En outre, un signal statistique clair d'évolution convergente a également été trouvé dans les gènes, d'une manière ou d'une autre liés à la vision. Cela ne devrait guère surprendre : les dauphins et les chauves-souris sont adaptés à la faible luminosité. Par conséquent, les systèmes moléculaires et régulateurs de la perception visuelle ont été ajustés en conséquence. Dans le même temps, les fonctions de nombreux gènes avec un signal convergent clair restent inconnues.
Une partie importante du travail consistait à vérifier l'action de la sélection dans les gènes "convergents": si la convergence était neutre ou formée à la suite d'une sélection motrice. Cette question a été résolue de manière classique - en comparant le nombre de substitutions synonymes et non synonymes (voir Taux de substitutions de nucléotides). Il s'est avéré que le nombre de substitutions non synonymes dépassait le nombre de substitutions synonymes ; par conséquent, dans le cas de l'écholocation, nous n'avons pas affaire à une dérive neutre, mais à une sélection motrice qui prend en charge la formation de caractéristiques adaptatives.
Cette étude est importante pour deux raisons. Premièrement, la lecture de génomes complets est devenue une entreprise routinière et apparemment peu coûteuse. Le fait que les auteurs de cet ouvrage aient lu et déchiffré les génomes de quatre espèces de chauves-souris à l'aide du matériel et des dernières technologies d'Illumina est rapporté au passage dans la partie méthodologique de l'ouvrage. Les auteurs étaient bien conscients que le temps de l'enthousiasme pour la possibilité même de lire des séquences génomiques et même la grande précision de leur décodage était révolu. L'heure est aux résultats qui se profilaient dans le futur derrière ces délices.
La deuxième raison relève davantage de la méthodologie biologique, à savoir des méthodes de phylogénie. L'ère de la domination de la systématique morphologique a été remplacée par l'ère de la phylogénétique moléculaire. Si les arbres généalogiques antérieurs étaient reconstruits sur la base de similitudes et de différences morphologiques et/ou sur la base d'homologies morphologiques, il est désormais habituel de se concentrer sur le degré de similitude entre les séquences d'acides aminés ou de nucléotides. Le choix en faveur de la phylogénétique moléculaire a été fait, notamment en raison de la difficulté de distinguer les convergences et l'ascendance commune.
En phylogénétique moléculaire, la similitude convergente superficielle n'était pas considérée comme étant d'une grande importance, car les modifications génétiques pour obtenir le même résultat morphologique sont toujours différentes. Par conséquent, la phylogénétique moléculaire ne pouvait pas trop s'inquiéter du fait qu'au lieu d'une relation, une communauté écologique serait révélée.
Mais, comme il s'avère maintenant, ce n'est pas le cas. Si notre généticien n'avait pas été trop chanceux et avait pris les mêmes 824 loci similaires ou, pire encore, 390 loci similaires pour notre troisième arbre pour construire son arbre généalogique d'écholocation, il aurait reçu des phylogénies absurdes. Et j'aurais tout à fait le droit de les défendre, en me référant à un signal statistique bon et fiable ! A peu près comme si un morphologue défendait l'origine commune des dauphins et des chauves-souris, faisant appel à une étonnante écholocation. Et c'est exactement ce à quoi la phylogénétique moléculaire a tenté de s'éloigner, mais en pire, car tout le monde n'ose pas discuter avec les statistiques. Ce travail montre donc une fois de plus que chaque méthode a ses limites et son propre champ d'application. La phylogénétique moléculaire doit encore le définir.
Une source: Joe Parker, Georgia Tsagkogeorga, James A. Cotton, Yuan Liu, Paolo Provero, Elia Stupka, Stephen J. Rossiter. Signatures à l'échelle du génome de l'évolution convergente chez les mammifères écholocateurs // Nature. 502. P. 228–231. Doi : 10.1038/nature12511.
Elena Naïmark
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Elena Naïmark
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Elena Naïmark
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Alexandre Markov, Elena Naimark
Qu'est-ce qu'un avantage ? Comment une mutation aléatoire transforme-t-elle les outsiders en gagnants prospères ? Qu'est-ce qui est le plus important pour l'évolution - la guerre ou la coopération ? Le livre raconte les dernières recherches des généticiens moléculaires et les découvertes des paléontologues, qui apportent des réponses à ces questions et à bien d'autres sur les modifications de la nature. Des milliers de découvertes faites depuis l'époque de Darwin confirment les suppositions des fondateurs de la théorie de l'évolution ; les nouvelles données ne détruisent nullement les fondements de la théorie de l'évolution, mais, au contraire, ne font que les renforcer.