Эволюция живой природы

Сумчатые животные сегодня распространены в Южной Америке и Австралии. На основании филогенетического древа предположите, где обитали наиболее древние предки современных сумчатых. Ответ поясните. Объясните, почему можно наблюдать биогеографическую закономерность в расселении сумчатых. Какая геологическая теория лежит в её основе? Филогенетическое древо сумчатых животных [рис.]

Растения рода Южный бук (Nothofagus sp.) распространены на территории Южной Америки, Австралии и Океании, но отсутствуют в Северной Америке и Евразии. Объясните данную закономерность. Какая геологическая теория лежит в основе данной закономерности? Почему впоследствии Южный бук не смог распространиться в Северное полушарие? Назовите две возможные причины. [рис.]

Цветковые растения миллионы лет использовали насекомых для опыления. Однако в настоящее время наблюдается резкое снижение численности насекомых-опылителей. Фиалки и другие растения начинают переходить на самоопыление. Какая группа экологических факторов приводит к резкому снижению количества насекомых-опылителей в современных условиях. Ответ поясните. Опишите изменения в строении цветка и производстве нектара, вызванные переходом фиалок к самоопылению. Как переход на самоопыление отразится на генофонде фиалок? Какой эффект это окажет на их дальнейшую эволюцию?

У многих бабочек на заднем крыле есть особая «ложная голова» – совокупность отростков, напоминающих усики, и пятен, похожих на глаза. Учёные обнаружили, что при повреждении в области «ложной головы» крыло особенно легко рвётся. Назовите две функции, которые могут выполнять «ложная голова» и глазчатые пятна на крыльях. Поясните механизм действия этих приспособлений в каждом случае. Почему иногда этот признак может стать вредным для выживания? Реконструкция предков бабочек показала, что «ложная голова» возникала независимо десятки раз в разных ветвях эволюции. Какую форму эволюции иллюстрирует данный пример? [рис.]

Генетическое разнообразие популяции часто оценивают через средний уровень гетерозиготности — долю генов, находящихся у особей в гетерозиготном состоянии. Сравнительный анализ показывает, что данный показатель выше у коренных африканских популяций и ниже у европейцев. Действием какого основного эволюционного фактора вызвано такое распределение гетерозиготности? Ответ объясните. Почему именно среди коренных американцев зарегистрированы самые низкие значения гетерозиготности? Чем объясняется, что у коренных американцев и австралийцев гомозиготность закрепилась по разным генам? Чем можно объяснить наблюдаемую закономерность? [рис.] [рис.] Карта расселения вида Человек Разумный

Назовите среду обитания ленточных червей. Какое значение в этой среде имеют такие особенности ленточных червей как микротрихии (микроско-пические выросты кожного покрова), гермафродитная половая система и присоски на голове? Какой путь эволюции иллюстрирует утрата пищеварительной системы у ленточных червей?

На схеме представлены филогенетическое дерево птиц из группы Древненёбных (Paleognathae), а также информация об их современных ареалах и местах ископаемых находок (для вымерших птиц). На основании представленных данных укажите название суперконтинента, где возникла группа древненёбных, и порядок, в котором от этого суперконтинента отделялись участки суши. Какая геологическая теория лежит в основе данных процессов? К какой группе доказательств эволюции можно отнести данный пример? Описанная закономерность в распространении наблюдается далеко не для всех групп животных. Какие причины могут приводить к нарушению этой закономерности? [рис.]

Известно, что в человеческой популяции мутация, позволяющая переваривать лактозу у взрослых людей долгое время была нейтральной. Как формировалась положительная обратная связь между естественным отбором в пользу людей, обладающих данной мутацией, и появлением скотоводства? Как можно объяснить тот факт, что несколько различных мутаций начали распространяться в разных регионах параллельно друг другу?

Ещё со времён Дарвина было известно, что для получения нового сорта или новой породы необходимо использовать дикого предка (дикий тип) организма. Если же вместо него использовать другие сорта (породы) или линии, в которых множество раз происходил инбридинг (близкородственное скрещивание), то желаемого эффекта селекционер может не достигнуть. Как можно объяснить данный факт? Почему даже в инбредных линиях спустя множество поколений постепенно повышается эффективность отбора (наследуемое и направленное изменение признака в поколениях)?

У некоторых видов организмов обнаружено явление, получившее название мейотический драйв. Это нарушение равновероятного распределения аллелей при мейозе: один из аллелей (обозначим его D) способен подавлять развитие гамет, несущих альтернативный аллель d. В результате аллель D передается потомству значительно чаще, чем d, хотя в гомозиготном состоянии (DD) он может снижать жизнеспособность особи. Почему мейотический драйв нарушает законы Менделя? Почему накопление драйвового аллеля может быть опасным для популяции? Приведите пример механизма, с помощью которого естественный отбор может препятствовать распространению такого аллеля.

У плацентарных млекопитающих фермент гликолиза кодируется одним и тем же геном. Какая форма естественного отбора способствует этому? При анализе геномов было выявлено, что у разных организмов данный ген может иметь замены нуклеотидов. Поясните, почему при замене нуклеотидов фермент не меняет свою белковую структуру? Какое свойство генетического кода проявляется в данном случае?

В малых популяциях существенное значение приобретают случайные изменения частоты встречаемости аллелей. Такое изменение частоты встречаемости определённых аллелей в популяции, как правило, возникает при резком сокращении её численности и является одним из факторов эволюции. Это явление можно наблюдать на примере «эффекта бутылочного горлышка», который проиллюстрирован на рисунках ниже в популяции северных морских слонов, ставших объектами массовой охоты в 19 веке. Дайте название этому эволюционному явлению. Опишите «эффект бутылочного горлышка» на примере морских слонов. [рис.]

Помимо приматов, папиллярные линии на пальцах встречаются у коал, тогда как у других сумчатых животных они отсутствуют. Какая форма эволюции иллюстрируется данным примером. Ответ поясните. Какие особенности экологии приматов и коал могли привести к развитию папиллярных линий? Можно ли считать рудиментом наличие папиллярных линий у человека? Ответ поясните.

К какому отряду млекопитающих относится Человек разумный? Является ли шимпанзе предком человека? Аргументируйте свой ответ. Какая форма эволюционного процесса привела к появлению четырёх современных родов в семействе Гоминиды? Как с позиции мутационной теории объяснить тот факт, что современные обезьяны не «превращаются» в человека? [рис.]

В настоящее время численность китообразных животных нарвалов достигает около 170000 особей. Международный союз охраны природы в 2017 г. перевёл нарвалов из группы видов, находящихся под угрозой вымирания, в группу видов, вызывающих наименьшие опасения. Однако, как показало геномное исследование, нарвалы на удивление генетически однородны для такой большой по численности популяции. Каким образом могла сформироваться такая генетическая однородность? Чем может быть опасен для вида низкий уровень генетического разнообразия? Можно ли утверждать, что в настоящее время нарвалы находятся в состоянии биологического регресса. Ответ поясните.

Группа крови определяется по системе АВО тремя аллелями (IA, IB, i0). На рисунке представлена частота встречаемости аллеля IB на разных континентах. Какой эволюционный фактор обуславливает низкую частоту встречаемости аллеля IB в коренных южноамериканских популяциях? Предложите, какой континент люди заселили ранее — Северную Америку или Южную Америку? Ответ поясните. Какая группа крови преобладает в южноамериканской популяции, если частота аллеля IA там тоже ниже 5%. [рис.]

Сумчатые животные сегодня распространены в Южной Америке и Австралии. Предположите, где обитали наиболее древние предки современных сумчатых. Объясните, почему можно наблюдать биогеографическую закономерность в расселении сумчатых. Какая геологическая теория лежит в ее основе?

Между островами в Океании можно провести линию Уоллеса. Со стороны Азии от линии можно обнаружить слонов и приматов, а со стороны австралии — сумчатых и первозверей. Различается и флора островов. Почему можно наблюдать такую закономерность в распределении флоры и фауны? Какая геологическая теория лежит в ее основе? Для каких животных данная закономерность почти не наблюдается?

В современной биологии существует концепция гандикапа, согласно которой вредные для выживания признаки, например длинный хвост у павлина, могут демонстрировать качество генома самца. Благодаря какой форме естественного отбора возможно сохранение данного признака? Почему данный признак сохраняется у павлина? Как связано наличие длинного хвоста с качеством генотипа самца?

В популяциях высокой плоскости, где большое количество особей живет на ограниченной территории, естественный отбор идет более интенсивно. Чем это можно объяснить? Иногда в геноме организмов встречаются вредные мутации, уменьшающие их приспособленность. Где этих вредоносных мутаций будет больше: в геноме африканского лесного слона или в геноме дрожжей? Ответ поясните с точки зрения популяционной структуры вида.

Эффективность естественного отбора зависит от плотности популяции. Так, если небольшую территорию занимает популяция с большой численностью, то эффективность естественного отбора высокая. Как можно объяснить данную закономерность? Известно, что в геноме живых организмов имеются вредные мутации, понижающие приспособленность. В геноме каких организмов ожидается большее количество вредных мутаций — синего кита или серой крысы?

Белок байидин (bindin) — акросомальный белок сперматозоидов морских ежей, который контактирует с рецептором на поверхности яйцеклеток и необходим для последующего высвобождения ферментов акросомы. У двух близких видов морских ежей пурпурного (Scrongylocenirotis рurрuratus) и красного (Strongylocentrotus franciscanus) данные белки различаются на несколько аминокислот. Рецепторы яйцеклеток одного вида морских ежей не могут взаимодействовать с байидином сперматозоидов другого вида. Какой тип изоляции иллюстрирует описанный пример? В чем заключается суть этого типа изоляции? Генноинженерным путем был получен морской ёж, лишённый белка байидина. Смогут ли его сперматозоиды оплодотворить яйцеклетку пурпурного или красного морского ежа? Ответ поясните.

Лемуровые — семейство древесных теплолюбивых млекопитающих из отряда Приматы. Ископаемые остатки предков лемуров были найдены на разных континентах, но в настоящее время лемуры являются эндемиками Мадагаскара (острова у юго-восточного побережья Африки). Чем может объясняться сохранение этих животных на Мадагаскаре и вымирание в других регионах? Какие факторы эволюции способствовали дивергентному видообразованию лемуров в условиях Мадагаскара?

Виды тихоокеанской саламандры (Ensatina) распространены вокруг долины в Калифорнии, которая ограничена горным массивом. В процессе эволюции последовательно образовались виды (E. klauberi, E. oregonensis, E. picta и E. platensis), которые различаются по окраске и другим морфологическим признакам (направление распространения видов указано на рисунке стрелками). Соседние виды способны свободно скрещиваться (например, E. klauberi и E. oregonensis). Однако виды (E. klauberi и E. platensis), ареалы которых тоже соприкасаются, не могут скрещиваться. Какой тип видообразования иллюстрирует данный пример? Почему у видов E. klauberi и E. platensis скрещивание отсутствует? Ответ поясните. [рис.]

В чем заключается биологический смысл появления диплоидного набора хромосом в клетках? Приведите не менее трёх последствий этого глобального ароморфоза для эволюции органического мира. Ответ обоснуйте.

Обнаружение и изучение ископаемых переходных форм и составление филогенетических рядов — важные элементы палеонтологических доказательств эволюции. Объясните суть и значение этих методов. Приведите по одному примеру.

Какие ароморфозы обеспечили появление одноклеточных эукариотических организмов в процессе эволюции? Назовите три ароморфоза в строении клетки. Обоснуйте их значение.

Коэволюция — это совместная эволюция двух видов, которые находятся в тесных пищевых или иных экологических отношениях. Допустим, в результате эволюции у растения образовались жёсткие листья с плотным покровом, который препятствует поеданию насекомыми. Перечислите не менее четырёх адаптаций, которые могут возникнуть у насекомых, питающихся листьями этого растения, в результате их коэволюции.

Некоторые птицы, обитающие на островах, такие как вымерший додо на острове Маврикий или киви в Новой Зеландии, утратили в процессе эволюции полноценные крылья, сохранив их только в рудиментарном состоянии. Какие биотические факторы могли способствовать тому, что крылья в условиях жизни на острове стали бесполезны? Как, согласно теории естественного отбора, объяснить механизм редукции крыльев? [рис.] [рис.]

Серповидно-⁠клеточная анемия — летальная рецессивная мутация, при которой нарушается форма эритроцитов. В человеческой популяции встречается три возможных фенотипа: люди без анемии с нормальными эритроцитами, люди с легкой формой анемии, при которой часть эритроцитов изменена, и люди с летальным эффектом действия гена, все эритроциты которых изменены. В таких эритроцитах не может размножаться возбудитель малярии — малярийный плазмодий. В Африке, где распространена малярия, встречаемость людей с легкой формой анемии очень высока. Какая форма естественного отбора проявляется в данном примере? Определите генотипы, соответствующие всем возможным фенотипам по гену серповидно-⁠клеточной анемии. Объясните с позиции эволюционного учения высокую встречаемость в Африке людей, больных легкой формой анемии.