Теория эволюции и движущие силы: подготовка к ЕГЭ

Коротко о главном

Эволюция — необратимый процесс исторического развития живой природы, приводящий к изменению генофонда популяций, образованию новых видов и повышению приспособленности организмов к среде. Синтетическая теория эволюции (СТЭ) объединяет дарвинизм и генетику: элементарная единица эволюции — популяция, элементарный материал — мутации, элементарное явление — изменение генофонда популяции.

Движущие (элементарные) факторы эволюции: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, дрейф генов и естественный отбор. Именно естественный отбор — направляющий фактор, остальные — поставляют или закрепляют случайную изменчивость.

Определения и правила

Термин	Определение	Пример
Наследственная изменчивость	Мутации и комбинации генов, создающие материал для отбора	Мутация гена гемоглобина
Борьба за существование	Совокупность взаимоотношений организма со средой и другими организмами	Конкуренция за пищу у хищников
Естественный отбор	Избирательное выживание и размножение особей с полезными признаками	Тёмная окраска бабочек в промышленных районах
Популяционные волны	Периодические колебания численности популяции	Вспышка численности зайцев
Дрейф генов	Случайное изменение частот аллелей в малых популяциях	«Эффект бутылочного горлышка»
Изоляция	Прекращение свободного скрещивания между группами особей	Географическая изоляция островных видов
Микроэволюция	Эволюционные процессы внутри вида, ведущие к видообразованию	Образование подвидов
Макроэволюция	Процессы надвидового уровня (роды, семейства, классы)	Возникновение класса птиц

Формы естественного отбора:

• Стабилизирующий — сохраняет средние значения признака при постоянных условиях: $$\text{среднее значение признака} \to \text{оптимум}$$ Пример: размер яиц у птиц.
• Движущий (направленный) — смещает среднее значение признака при изменении условий. Пример: устойчивость бактерий к антибиотикам.
• Разрывающий (дизруптивный) — сохраняет крайние варианты признака, невыгодные средние исчезают. Пример: два размера клюва у вьюрков.

Критерии вида:

Критерий	Суть
Морфологический	Сходство внешнего и внутреннего строения
Генетический	Определённый набор хромосом, кариотип
Физиологический	Сходство процессов жизнедеятельности, размножение только внутри вида
Биохимический	Сходство состава белков, нуклеиновых кислот
Экологический	Занимание определённой экологической ниши
Географический	Определённый ареал обитания

Пути видообразования:

• Географическое (аллопатрическое) — через пространственную изоляцию популяций.
• Экологическое (симпатрическое) — через занятие новой экологической ниши без пространственного разобщения.

Доказательства эволюции:

• Палеонтологические — переходные формы, филогенетические ряды (лошадь).
• Сравнительно-анатомические — гомологичные органы, рудименты, атавизмы.
• Эмбриологические — закон зародышевого сходства, биогенетический закон Мюллера-Геккеля.
• Молекулярно-биохимические — сходство ДНК, белков у родственных видов.
• Биогеографические — особенности распространения видов по материкам.

Как применять

Пример 1. В популяции бабочек берёзовой пяденицы после загрязнения воздуха увеличилась доля тёмных особей. Какой фактор эволюции действовал? Ответ: движущая форма естественного отбора — тёмная окраска стала преимуществом на фоне почерневших стволов деревьев, светлые особи чаще становились жертвами птиц.

Пример 2. Две популяции одного вида грызунов разделены горным хребтом и со временем перестали скрещиваться при контакте. Определите путь видообразования. Ответ: географическое видообразование — пространственная изоляция привела к накоплению генетических различий и репродуктивной изоляции.

Пример 3. У новорождённых человека и щенка сходны зачатки жаберных дуг на ранних стадиях эмбриогенеза. Какое это доказательство эволюции? Ответ: эмбриологическое доказательство — закон зародышевого сходства К. Бэра, подтверждающий родство позвоночных.

Типичные ошибки

• Путают дрейф генов и естественный отбор: дрейф — случайный процесс, отбор — направленный.
• Считают мутации движущей силой эволюции сами по себе — мутации только материал, силу им придаёт отбор.
• Путают аналогичные и гомологичные органы: гомологичные — общее происхождение (крыло птицы и рука человека), аналогичные — сходная функция без общего происхождения (крыло бабочки и крыло птицы).
• Забывают, что изоляция закрепляет уже возникшие различия, а не создаёт их.
• Смешивают критерии вида: например, путают экологический (ниша) и географический (ареал) критерии.

Где встречается на экзамене

В задании 17 проверяют знание доказательств эволюции, критериев вида, форм отбора и путей видообразования через анализ текста или рисунка. В задании 19 часто требуется установить последовательность этапов видообразования, эволюции групп организмов или соотнести примеры с формами естественного отбора и факторами эволюции.