Ewolucja życia – podsumowanie
Planeta Ziemia ma około 4,6 miliarda lat. Życie pojawiło się na niej prawie 3,9 miliarda lat temu, a my, ludzie, zaledwie przed 200 tysiącami lat. Mimo że czas istnienia gatunku ludzkiego jest tak znikomy, człowiek zdołał zakłócić istotną dla życia równowagę wszystkich ekosystemów. Przyszedł czas, by zastanowić się – co dalej?

czym jest gatunek;
jak dziedziczone są cechy.
Wyjaśnisz istotę procesu ewolucji organizmów i przedstawisz źródła wiedzy o jej przebiegu.
Wyjaśnisz na przykładach, na czym polega dobór naturalny i sztuczny oraz przedstawisz różnice między nimi.
Przedstawisz podobieństwa i różnice między człowiekiem a małpami człekokształtnymi jako wynik procesów ewolucyjnych.
1. Dowody ewolucji
Ewolucja to proces stopniowych i nieodwracalnych zmian grup organizmów, w wyniku którego powstają nowe gatunki lepiej przystosowane do środowiska. Wynikiem procesów ewolucyjnych jest różnorodność genetyczna.
Dzięki znaleziskom paleontologicznym wiemy, że świat istot żywych podlega nieustannym zmianom. Świadectwem tych zmian są na przykład odciski roślin, które żyły i wyginęły miliony lat temu. Skamieniałe szczątki pradawnych zwierząt potwierdzają ich odmienność od gatunków współczesnych, a równocześnie pokazują, że gatunki kopalne miały wiele cech wspólnych z tymi występującymi obecnie. Podobnie jest ze skamieniałościami człowieka i jego przodków. Pozwalają one zrekonstruować ich historię i formułować dobrze uzasadnione hipotezy na temat powstania przystosowań, które dały Homo sapiens przewagę nad pozostałymi gatunkami.
Ewolucję potwierdzają dowody pośrednie i bezpośrednie.
Dowód | Opis dowodu | Przykład |
|---|---|---|
Dowody bezpośrednie | ||
Dowody z paleontologii | skamieniałości, czyli szczątki dawnych zwierząt lub roślin zachowane w skałach, również ich odciski | szkielety, muszle, kości, zęby, pancerze, skorupki jaj, odchody, odciski stóp, fragmenty pni roślin drzewiastych, ziarna pyłku |
ogniwa pośrednie, czyli skamieniałości organizmów, które mają cechy charakterystyczne dla dwóch różnych grup systematycznych | archeopteryks (ptak mający cechy gadów) | |
Żywe skamieniałości | gatunki, które przetrwały miliony lat i współcześnie występują w niemal niezmienionej formie | dziobak |
Dowody pośrednie | ||
Jedność budowy i funkcjonowania organizmów | podobieństwo w planie budowy i składzie chemicznym organizmów | wspólny plan budowy organizmów |
Narządy szczątkowe | narządy, które uległy uwstecznieniu u współcześnie żyjących organizmów | kość ogonowa u człowieka |
Rozmieszczenie organizmów na kuli ziemskiej | zmiany zasięgów występowania danych organizmów w różnych epokach pozwalają wyjaśnić wpływ czynników zewnętrznych na ewolucję gatunków | obecność reliktów i endemitów |
Struktury homologiczne | mają wspólne pochodzenie i różną budowę | kończyna przednia człowieka i kończyna przednia nietoperza |
Struktury analogiczne | mają różne pochodzenie i podobną budowę | skrzydło ptaka i skrzydło ważki |
Więcej informacji o dowodach ewolucji znajdziesz w e‑materiale pt. Ewolucja i jej dowodyEwolucja i jej dowody.
2. Mechanizmy ewolucji
Ewolucja to proces stopniowych zmian zachodzących w grupach organizmów, który prowadzi do powstawania nowych gatunków. Teoria ewolucji, której twórcą był Karol Darwin, opiera się na czterech głównych założeniach:
osobniki tego samego gatunku różnią się od siebie,
rodzice przekazują swoje cechy potomstwu,
organizmy wydają na świat dużo więcej potomstwa niż może przeżyć,
organizmy, które w danych warunkach są najlepiej przystosowane do środowiska, przeżywają i wydają więcej potomstwa niż organizmy gorzej przystosowane.
Mechanizm, który sprawia, że przeżywają osobniki najlepiej przystosowane do warunków środowiska, to dobór naturalny. Rolę selekcjonera pełnią w tym przypadku czynniki środowiska. W hodowli zwierząt i uprawie roślin to człowiek dokonuje selekcji – rozmnaża osobniki o pożądanych przez siebie cechach. W tym przypadku dobór prowadzony przez człowieka określa się jako sztuczny.

Więcej informacji o mechanizmach ewolucji znajdziesz w e‑materiale pt. Mechanizmy ewolucji biologicznejMechanizmy ewolucji biologicznej.
Etapy ewolucji organizmów
Pierwsze komórki były bezjądrowe i przypominały dzisiejsze bakterie. Niektóre z nich dały początek komórkom jądrowym. Organizmy jednokomórkowe skupiały się, w wyniku czego powstawały kolonie. Dalszy rozwój kolonii doprowadził do utworzenia organizmów wielokomórkowych, a potem tych posiadających tkanki. W toku ewolucji jedne gatunki powstawały, inne wymierały. Nigdy jednak życie nie zanikło całkowicie i dlatego wszystkie gatunki żyjące na Ziemi są ze sobą spokrewnione.

Więcej informacji o etapach ewolucji organizmów znajdziesz w e‑materiale pt. Historia życia na ZiemiHistoria życia na Ziemi.
3. Ewolucja człowieka
Na podstawie dostępnych danych kopalnych szacuje się, że ewolucja człowiekowatych rozpoczęła się w Afryce około 7 mln lat temu. Prawdopodobnie 10 mln lat temu doszło do rozdzielenia się linii ewolucyjnych goryla i człowieka, a 6,5–7,5 mln lat temu – szympansa i człowieka. Bezpośrednią przyczyną zmian ewolucyjnych były zmiany klimatyczne. Spowodowały one częściowe przekształcenie lasów tropikalnych, zamieszkiwanych przez przodków współczesnych małp i człowieka, w busz, a następnie w sawannę. Przodkowie człowieka stopniowo przystosowywali się do życia na otwartym terenie, co skutkowało powstawaniem nowych cech i w rezultacie nowych gatunków. Ewolucja współczesnych małp człekokształtnych przebiegała wolniej, ponieważ pozostały one w lasach tropikalnych, w których panują stabilne warunki środowiska.

Cechy budowy | Szympans | Człowiek |
Ciało | owłosione | zredukowane owłosienie |
Objętość mózgu | około 400 cmIndeks górny 33 | około 1350 cmIndeks górny 33 |
Twarzowa część czaszki | wysunięta do przodu | spłaszczona |
Zęby | duże kły, wystające poza linię zgryzu | małe kły, niewystające poza linię zgryzu |
Kręgosłup | wygięty w łuk | kształt podwójnej litery S (esowaty) |
Miednica | długa i wąska | krótka i szeroka |
Kończyny | górne kończyny dłuższe od dolnych; wszystkie cztery kończyny chwytne, przystosowane do wspinania się na drzewa | górne kończyny krótsze od dolnych, przystosowane do wykonywania precyzyjnych ruchów; dolne kończyny niechwytne, przystosowane do poruszania się dwunożnego |
Mowa | nieartykułowane dźwięki | mowa artykułowana |
Kultura | tworzenie grup rodzinnych; przestrzeganie zasad hierarchii | wytworzenie złożonych relacji społecznych; tworzenie kultury, nauki, cywilizacji |
Więcej informacji o ewolucji człowieka znajdziesz w e‑materiale pt. Pochodzenie i ewolucja człowiekaPochodzenie i ewolucja człowieka.
Zadania
Przykładem narządów homologicznych są:
Do alternatywnych źródeł energii nie należy energia wytworzona w elektrowniach: Możliwe odpowiedzi: 1. węglowych., 2. wiatrowych., 3. jądrowych., 4. wodnych.
Lystrosaurus był roślinożernym gadem. Jego szczątki znaleziono w Afryce, Azji i na Antarktydzie.
Przeczytaj poniższy tekst i wykonaj polecenia.
Obecnie drzewa rodowe gatunków tworzone są z wykorzystaniem badań DNA, jednak skamieniałości wciąż dostarczają bardzo wielu informacji. Skamieniałe ślady organizmów pozwalają wyobrazić sobie, jak wyglądały gatunki wymarłe. Skamieniałości nie mogą jednak ukazać szczegółów pokrewieństwa tak jednoznacznie jak analiza DNA. Do niedawna genetycy nie mogli uwzględniać w porównaniach gatunków dawno wymarłych, gdyż ich DNA zostało mocno uszkodzone. Obecnie jednak pojawiło się nowe narzędzie – metoda sekwencjonowania aminokwasów w białkach wyizolowanych z kości. Pozyskanie takich białek wymaga jednak zniszczenia szczątków.
Podaj przykład dowodu ewolucji opisanego w tekście.
Wyjaśnij, dlaczego do niedawna genetycy nie mogli badać szczątków szkieletów.
Podaj, jaką metodę stosuje się obecnie do badań kości w celu ustalenia pokrewieństwa.
Podaj, na jakie problem natrafiają naukowcy w związku ze stosowaniem tej metody.
Przeczytaj poniższy tekst i wykonaj polecenia.
Młode surykatki (ssaki zamieszkujące południową część Afryki, głównie pustynię Kalahari) spędzają beztrosko czas na igraszkach, jedzeniu i spaniu. Jednak ich przyszłość wcale nie jest jasna. Zagrażają im na przykład ulewy zatapiające nory, susze, drapieżniki czy gromady rywalizujących z nimi surykatek z sąsiadujących grup. Z tego powodu tylko jedno młode na cztery dożywa dorosłości.
Ustal, jaki mechanizm ewolucji opisano w tekście.
Opisz, jakimi cechami prawdopodobnie charakteryzują się surykatki, które dożyły dorosłości w przeciwieństwie do tych, które wcześniej straciły życie.
Przeanalizuj budowę szkieletów człowieka i goryla i wykonaj zadania.

Porównaj czaszkę człowieka i goryla.
Wyjaśnij związek między budową czaszki a wielkością mózgu.
Porównaj długość kończyn przednich goryla i górnych człowieka.
David Reznik i Frieda Rodd badali wpływ presji drapieżników na ewolucję populacji gupików. Samce i samice gupików, pochodzące ze zbiorników wodnych, w których drapieżniki polują na duże dorosłe gupiki, zostały przeniesione do miejsc, gdzie drapieżniki preferują niedojrzałe rybki lub niewielkie dorosłe osobniki.
- 1. zestaw danych:
- Płeć gupików: Samce
- Średnia początkowa masa ciała gupików: 67,5; Podpis osi wartości: Średnia masa ciała dorosłych gupików [[mg]]
- Średnia masa ciała gupików po 11 latach (18 pokoleniach) od przeniesienia do rzeki o innej presji drapieżników: 76,1; Podpis osi wartości: Średnia masa ciała dorosłych gupików [[mg]]
- 2. zestaw danych:
- Płeć gupików: Samice
- Średnia początkowa masa ciała gupików: 162,3; Podpis osi wartości: Średnia masa ciała dorosłych gupików [[mg]]
- Średnia masa ciała gupików po 11 latach (18 pokoleniach) od przeniesienia do rzeki o innej presji drapieżników: 189,2; Podpis osi wartości: Średnia masa ciała dorosłych gupików [[mg]]
Indeks górny Źródło: Reznick D.N., Shaw F.H., Rodd F.H., Shaw R.G., Evaluation of the rate of evolution in natural populations of guppies (Poecilia reticulata), Science
1997, nr 275, ss. 1934‑1937. Indeks górny koniecŹródło: Reznick D.N., Shaw F.H., Rodd F.H., Shaw R.G., Evaluation of the rate of evolution in natural populations of guppies (Poecilia reticulata), Science
1997, nr 275, ss. 1934‑1937.
Przeanalizuj wykres i odpowiedz na pytania:
Określ, która grupa gupików to grupa kontrolna, a która – grupa badawcza.
Podaj wynik tego doświadczenia.
Określ, jakie gupiki mają większą szansę na przetrwanie w nowym środowisku. Odpowiedź uzasadnij.
Skamieniałości stanowią zapis wyglądu organizmów żyjących w minionych epokach. Są również jednym ze źródeł informacji o środowisku i klimacie tych epok.
W połowie ubiegłego wieku, dzięki antybiotykom, medycyna zaczęła odnosić znaczące sukcesy w walce z bakteriami chorobotwórczymi. W związku z tym zrodziło się złudzenie, że dzięki lekom człowiek wkrótce zapanuje nad chorobami zakaźnymi. Kolejne lata pokazały, w jak wielkim byliśmy błędzie. Drobnoustroje nie tylko nie odstąpiły człowieka, lecz w „wyścigu zbrojeń” zaczęły zyskiwać nad nim coraz większą przewagę. Obecnie antybiotyki nie działają na wiele bakterii, które wcześniej zwalczano za ich pomocą.
Projekt edukacyjny
Gra Dobór naturalny
W tej grze uczniowie wcielają się w ptaki, a pałeczki do jedzenia dań azjatyckich symbolizują ich dzioby. Podczas gry pojawia się mutacja, która powoduje zmianę dzioba: z pałeczki na łyżkę. Osoby, które najszybciej zbiorą wymaganą liczbę cukierków, przekażą swoje geny następnemu pokoleniu, a te, które zrobią to najwolniej, umrą.
Dobierzcie się w pięcioosobowe grupy i zagrajcie w grę pt. Selekcja naturalna
. Przygotujcie:
5 par pałeczek do jedzenia dań azjatyckich;
2 łyżki;
5 zlewek o pojemności 100 ml;
cukierki.
Każda osoba powinna mieć parę pałeczek i zlewkę. Na środku stołu należy umieścić cukierki.
Instrukcja
Używając pałeczek, postaraj się zebrać do zlewki cztery cukierki.
Dwie osoby, które wykonają zadanie jako ostatnie, przegrywają.
Następnie osoby, które przegrały, wracają do gry z łyżką. Ponownie rozpoczyna się rywalizacja o słodycze.
Zwróć uwagę, kto tym razem jest lepiej przystosowany do zbierania cukierków: osoby z pałeczkami czy osoby z łyżkami?
Odpowiedz na pytania:
Czym jest ewolucja?
Czym jest mutacja?
Jak działa dobór naturalny?
Dlaczego mówi się, że niektóre zwierzęta są lepiej przystosowane, żeby złapać ofiarę?
Czy dobór naturalny gwarantuje osobnikom przeżycie w każdych warunkach?