آموزش گفتار 3 فصل 4 زیست دوازدهم + تدریس ویدیویی

‌آموزش گفتار 3 فصل 4 زیست دوازدهم به‌صورت تست‌بیس، همراه با تدریس ویدیویی «دکتر الهه بنام» را، در این پست از رپیتیچ ببینید.

در دو گفتار قبلی با تغییر در ماده وراثتی جانداران و تغییر در جمعیت‌ها آشنا شدیم. لازم به ذکر است که روند تغییرات در گونه‌ها هم قابل مشاهده است. موضوع آخرین گفتار فصل چهار، درباره تغییر در گونه‌ها است.

خب، اول از همه بریم که ویدیوی آموزشی این بخش رو ببینیم.

آموزش ویدیویی گفتار 3 فصل 4 زیست دوازدهم

در این قسمت، بخشی از «آموزش گفتار سوم فصل چهارم زیست دوازدهم» را به‌صورت ویدیویی می‌توانید ببینید. مدرس این قسمت، خانم دکتر الهه بنام، رتبه 37 کنکور تجربی هستند.

 

 

ابتدا شواهد تغییر گونه‌ها را با همدیگر بررسی می‌کنیم. این شواهد شامل سنگواره‌ها، تشریح مقایسه‌ای و مطالعات مولکولی می‌شود. پس از آن، با گونه‌زایی که به دو نوع دگرمیهنی و هم‌میهنی تقسیم می‌شود، آشنا می‌شویم.

تغییر در گونه‌ها؛ گفتار سوم فصل چهارم زیست دوازدهم

همان‌طور که می‌دانید، گونه‌های بسیاری روی کره زمین زندگی می‌کنند. بعضی از این گونه‌ها، در گذشته‌های دور هم وجود داشته‌اند. با این حال گونه‌های زیادی وجود دارند که قدمت چندانی ندارند.

شواهد تغییر گونه‌ها

شواهدی وجود دارند که نشان می‌دهند گونه‌ها، در طول زمان تغییر کرده‌اند. این شواهد شامل سه مورد می‌شوند که در ادامه به بررسی آنها می‌پردازیم.

سنگواره‌ها

به بقایای یک جاندار یا آثاری از جانداری که در گذشته دور زندگی می‌کرده است، سنگواره می‌گویند. سنگواره، معمولا حاوی قسمت‌های سخت بدن جانداران (مثل استخوان‌ها یا اسکلت خارجی) است. گاهی ممکن است کل یک جاندار، سنگواره شده‌باشد. به عنوان مثال می‌توان به ماموت‌های منجمد شده‌ای که همه قسمت‌های بدن آنها و حتی پوست و مو حفظ شده‌اند، اشاره کرد. نمونه دیگر این حالت حشراتی هستند که در رزین‌های گیاهان به دام افتاده‌اند.

سنگواره‌ها اطلاعات فراوانی به ما می‌دهند. دیرینه‌شناسان دریافته‌اند که در گذشته جانورانی مانند دایناسورها زندگی می‌کرده‌اند که امروز دیگر نیستند. در مقابل جاندارانی مانند گل لاله و گربه هم هستند که امرور در حال زیستن‌اند، ولی در گذشته وجود نداشته‌اند. در این میان بعضی گونه‌ها مانند درخت گیسو، از گذشته‌های دور تا زمان حال در زندگی هستند. شواهد سنگواره‌ای نشان می‌دهد که این درخت، در 170 میلیون سال پیش هم وجود داشته‌است.

دیرینه‌شناسان می‌توانند عمر یک سنگواره را تعیین کنند. آنها اکنون می‌دانند که در هر زمان، چه جاندارانی وجود داشته‌اند. در مجموع، سنگواره‌ها نشان می‌دهند که در زمان‌های مختلف، زندگی به شکل‌های مختلفی جریان داشته‌است.

تشریح مقایسه‌ای

در تشریح مقایسه‌ای، اجزای پیکر جاندارن گونه‌های مختلف با یکدیگر مقایسه می‌شود. این مقایسه نشان می‌دهد که ساختار بدنی بعضی گونه‌ها، از طرح مشابهی برخوردار است. مقایسه اندام حرکتی جلویی در مهره‌داران مختلف، از طرح ساختاری یکسان حکایت دارد.

ساختارهای همتا

اندام‌هایی را که طرح ساختاری آنها یکسان است، حتی اگر کار متفاوتی انجام دهند، «اندام‌ها یا ساختارهای همتا» می‌نامند. دست انسان، بال پرنده، باله دلفین و دست گربه مثال‌هایی از اندام‌های همتا هستند.

گونه‌های خویشاوند

به نظر شما چرا گونه‌های متفاوت، دارای ساختارهای همتا هستند؟

زیست‌شناسان بر این باورند که این گونه‌ها، نیای مشترکی دارند. یعنی آنها در گذشته، از گونه مشترکی مشتق شده‌اند؛ به همین علت، این شباهت‌ها در آنها مشاهده می‌شود.

گونه‌هایی را که نیای مشترکی دارند، گونه‌های خویشاوند می‌گویند.

زیست‌شناسان از ساختارهای همتا، برای رده‌بندی جانداران استفاده می‌کنند. آنها جانداران خویشاوند را در یک گروه قرار می‌دهند.

ساختارهای آنالوگ

ساختارهایی را که کار یکسان اما طرح ساختاری متفاوت دارند، ساختارهای آنالوگ می‌نامند. بال کبوتر و بال پروانه آنالوگ‌اند؛ چون هر دو برای پرواز‌کردن (کار یکسان) هستند. مهم نیست که بال آنها طرح ساختاری متفاوتی دارد. این ساختارها نشان می‌دهد که برای پاسخ به یک نیاز، جانداران به روش‌های مختلفی سازش پیدا کرده‌اند.

ساختارهای وستیجال

تشریح مقایسه‌ای علاوه بر آشکارکردن خویشاوندی گونه‌ها، اطلاعات دیگری را نیز فراهم می‌کند. با بررسی گونه‌های مختلف ساختارهایی را می‌بینیم که در یک عده بسیار کارامد هستند. با این حال در عده دیگر، کوچک یا ساده‌شده و حتی ممکن است فاقد کار خاصی باشند. این ساختارهای کوچک، ساده یا ضعیف‌شده را ساختارهای وستیجال (به معنی ردپا) می‌نامیم.

مار پیتون با اینکه پا ندارد، اما بقایای پا در لگن آن، به صورت وستیجال موجود است. این حاکی از وجود رابطه‌ای میان این مار و دیگر مهره‌داران است.

در واقع ساختارهای وستیجال، ردپای «تغییر گونه‌ها» هستند. شواهد متعددی در دست است که نشان می‌دهد مارها از تغییر‌یافتن سوسمارها درست شده‌اند.

مطالعات مولکولی

مقایسه گونه‌ها را می‌توان در تراز ژنگان هم انجام داد. از این مقایسه، اطلاعات ارزشمندی به دست می‌آید. مثلا اینکه کدام ژن‌ها در بین گونه‌ها مشترک‌اند و کدام ژن‌ها ویژگی‌های خاص یک گونه را باعث می‌شوند. زیست‌شناسان از مقایسه بین دنای جانداران مختلف، برای تشخیص خویشاوندی آنها استفاده می‌کنند. هرچه بین دنای دو جاندار شباهت بیشتری وجود داشته‌باشد، خویشاوندی نزدیک‌تری دارند. همچنین می‌توان به تاریخچه تغییر آنها پی برد.

توالی‌هایی از دنا را که در بین گونه‌های مختلف مشاهده می‌شوند، توالی‌های حفظ‌شده می‌نامند.

گونه‌زایی؛ گفتار 3 فصل 4 زیست دوازدهم

تعاریف مختلفی برای گونه وجود دارد که هر کدام، در محدوده مشخصی کارآمدند. یکی از تعاریف رایج برای گونه، تعریفی است که ارنست مایر ارائه کرده‌است. این تعریف، برای جاندارانی کاربرد دارد که تولید مثل جنسی دارند.

گونه در زیست‌شناسی به جاندارانی گفته‌می‌شود که می‌توانند در طبیعت با هم آمیزش کنند و زاده‌های زیستا و زایا به‌وجود آورند. با این حال نمی‌توانند با جانداران دیگر، آمیزش موفقیت‌آمیز داشته‌باشند.

زیستا در تعریف بالا به جانداری گفته‌می‌شود که زنده می‌ماند و زندگی طبیعی خود را ادامه می‌دهد. همچنین منظور از آمیزش موفقیت‌آمیز، آمیزشی است که به تولید زاده‌های زیستا و زایا منجر شود.

ممکن است میان افراد یک گونه، جدایی تولیذمثلی رخ بدهد. در این صورت خزانه ژنی آنها از یکدیگر جدا و احتمال تشکیل یک گونه جدید فراهم می‌شود. منظور از جدایی تولیدمثلی، عواملی است که مانع آمیزش بعضی از افراد یک گونه با بعضی دیگر از افراد همان گونه می‌شوند.

به طور کلی این سازوکارها به دو گروه تقسیم‌بندی می‌شوند. گونه‌زایی دگرمیهنی که در آن جدایی جغرافیایی رخ می‌دهد و گونه‌زایی هم‌میهنی که اینطور نیست.

گونه‌زایی دگرمیهنی

گاهی بر اثر وقوع رخدادهای زمین‌شناختی و سدهای جغرافیایی، یک جمعیت، به دو قسمت جداگانه تقسیم می‌شود. در نتیجه پدیده کوه‌زایی ممکن است در یک منطقه کوه، دره و یا دریاچه ایجاد شود. در اثر وقوع همچین پدیده‌ای، یک جمعیت به دو قسمت تقسیم می‌شود.

این سدهای جغرافیایی ارتباط بین دو قسمت را قطع می‌کنند. با قطع ارتباط، دیگر میان آنها شارش ژن صورت نمی‌گیرد. در هر کدام از این دو جمعیت جدا‌شده، ممکن است جهش، نوترکیبی و یا انتخاب طبیعی رخ بدهد. به مرور زمان، این دو جمعیت با همدیگر متفاوت می‌شوند. چون شارش ژن بین این دو جمعیت وجود ندارد، تفاوت‌های آنها بیشتر و بیشتر می‌شود. این تفاوت تا جایی پیش می‌رود که حتی در صورت کنار هم بودن دو قسمت، آمیزشی بین آنها رخ نخواهد داد. مثلا زمان تولیدمثل آنها فرق می‌کند. با این حساب، می‌توان آنها را دو گونه مجزا به شمار آورد.

ممکن است جمعیتی که از جمعیت اصلی جدا شده‌است، کوچک باشد. آن‌وقت اثر رانش ژن را نیز باید در نظر گرفت که خود بر میزان تفاوت بین دو جمعیت می‌افزاید.

گونه‌زایی هم‌میهنی

گاهی بین جمعیت‌هایی که در یک زیستگاه زندگی می‌کنند، جدایی تولیدمثلی اتفاق می‌افتد. در نتیجه این جدایی، گونه جدیدی حاصل می‌شود. به این نوع گونه‌زایی، گونه‌زایی هم‌میهنی می‌گویند. در گونه‌زایی هم‌میهنی بر خلاف گونه‌زایی دگرمیهنی، جدایی جغرافیایی رخ نمی‌دهد.

پیدایش گیاهان چندلادی (پلی‌پلوییدی) مثال خوبی از گونه‌زایی هم‌میهنی است. چندلادی به تولید گیاهانی منجر می‌شود که زیستا و زایا هستند. با این حال نمی‌توانند با افراد گونه نیایی خود، زاده‌های زیستا و زایا پدید آورند. با این حساب آنها گونه‌ای جدید به شمار می‌روند.

گیاهان چندلادی بر اثر خطای کاستمانی ایجاد می‌شوند. جداشدن فام‌تن‌ها در کاستمان، به  تشکیل گامت‌هایی با عدد فام‌تنی غیرطبیعی منجر می‌شود. اگر این گامت‌ها با گامت طبیعی لقاح کنند، تخم طبیعی تشکیل نخواهد شد.

آزمایش گیاه گل مغربی

در اوایل دهه 1900، «هوگو دووری» یا گیاهان گل مغربی (2n = 14) کار می‌کرد. او متوجه شد که یکی از گل‌های مغربی ظاهری متفاوت با بقیه دارد. وی با بررسی دریافت که این گیاه به جای 14 فام‌تن، 28 فام‌تن دارد و بنابراین، چارلاد (تتراپلوئید) (4n) است. گامت‌هایی که گیاه چارلاد ایجاد می‌کند، دولاد (2n) اند، نه تک‌لاد (n).

اگر گامت‌های این گیاه با گامت‌های گیاهان طبیعی که تک‌لادند آمیزش کنند، تخم‌های حاصل سه‌لاد (تریپلوئید) (3n) خواهند شد. گیاه سه‌لاد حاصل از نمو این تخم، نازاست.

اگر گیاه چارلاد بتواند خودلقاحی انجام دهد یا در نزدیکی آن، گیاه چارلاد مشابه دیگری وجود داشته باشد، یاخته تخم 4n خواهد بود. گیاهی که از آن ایجاد می‌شود، قادر به کاستمان بوده و بنابراین زایاست. این گیاه، با جمعیت نیایی خود (که 2n بودند) نمی‌تواند آمیزش کند. با این حساب، به گونه جدیدی تعلق دارد که افراد آن، 4n هستند.