Крылья птицы и летучей мыши выполняют одну работу. Делает ли полёт этих животных ближайшими родственниками?
Учителю: подготовка и план на 45 минут
Распечатки схемы, таблиц и заданий, тетради, карандаши, линейки; простой калькулятор по желанию. Работа только с готовыми учебными данными. Не ловить животных, не приближаться к гнёздам и убежищам, не проводить опыты на людях или животных. Интернет, регистрация и аккаунты детям не нужны.
Уровень — начинающий исследователь, 8 класс. Предпосылки: передняя конечность, общий предок, признаки млекопитающих. В паре один описывает, второй проверяет, затем меняются. Все изображения и числовые серии учебные; работу по ним не выдавать за проведённый опыт. Подготовка и печать выполняются до урока; разборы открываются после самостоятельной попытки. При затруднении учитель разбирает первую строку вместе с классом, остальные учащиеся выполняют самостоятельно.
| Минуты | Работа | Результат |
|---|---|---|
| 0–5 | Проблема | Вопрос и первое решение |
| 5–14 | Понятия и пример | Способ проверки |
| 14–25 | Практика 1 | Готовый продукт и проверка |
| 25–33 | Практика 2 | Перенос способа |
| 33–40 | Обсуждение | Аргумент и ограничение |
| 40–45 | Индивидуальная проверка | Самостоятельный ответ |
01. Проблемная ситуация
0–5 минут. Сравните пару «летучая мышь и кошка» с парой «летучая мышь и птица». Запишите, какая пара ближе по происхождению, и какие два признака важнее способности летать. После изучения схемы вернитесь к предположению.
02. Понятия и разобранный пример
5–14 минут: 4 минуты на понятия, 3 на пример, 2 на объяснение способа партнёру.
Родство изображают ветвлением
Гомологичные органы имеют общее эволюционное происхождение. Плечевая кость, две кости предплечья и элементы кисти передних конечностей млекопитающих и птиц унаследованы от общего предка четвероногих. Их пропорции и функции изменялись.
Крыло как аппарат активного полёта сформировалось у птиц и летучих мышей независимо. Поэтому передние конечности гомологичны, но специализированные летательные поверхности представляют сходное приспособление. Крыло насекомого не содержит плечевой кости и кисти. Сходство функции само по себе не устанавливает близкое родство.
В дереве узел означает общего предка, а концы ветвей — рассматриваемые группы. Близость определяется тем, насколько недавний общий узел соединяет группы, а не расстоянием между их названиями на бумаге. Современная кошка не является предком летучей мыши. Длина ветви на схеме без шкалы не означает число лет или степень совершенства.
Работайте по подписям и масштабу; рисунки условные и не заменяют запись реального наблюдения.
На схеме кошка и летучая мышь соединяются узлом млекопитающих раньше, чем их общая ветвь соединяется с птицей. Общие молочные железы и волосы согласуются с этим. Наличие полёта у мыши и птицы не отменяет этого родства; полёт — отдельный признак, возникший независимо.
03. Практика 1. Проверяем материал
Проверяем матрицу признаков
Учебная матрица. «Есть» относится к данному представителю или его развитию, а не обязательно к внешнему виду взрослого.
| Представитель | Волосы; молочные железы | Полёт; передняя конечность |
|---|---|---|
| Кошка | Есть; есть | Нет; костная |
| Летучая мышь | Есть; есть | Есть; костная |
| Голубь | Нет; нет | Есть; костная |
| Бабочка | Нет; нет | Есть; без костей |
14–25 минут. За 3 минуты выделите признаки млекопитающих, за 3 сравните конечности и крылья, за 3 составьте два утверждения «сходная функция» и «общее происхождение», за 2 проверьте, не назвали ли полёт доказательством единой близкой группы. Результат: две пары и аргументы. Критерии: уровень сравнения указан явно.
Практика 1: разбор и критерии
Кошка и летучая мышь — млекопитающие по комплексу признаков. Передние конечности кошки, мыши и голубя гомологичны. Крылья мыши, голубя и бабочки сходны по летательной функции, но не возникли как единое крыло общего летающего предка этих трёх групп. Бабочкино крыло не является видоизменённой кистью. Четыре балла за четыре различения.
04. Практика 2. Перенос способа
Перестановка ветвей не меняет предков
25–33 минуты. Ученик повернул узел дерева так, что подпись «птица» оказалась рядом с «летучая мышь», но соединения сохранились. Объясните, изменилось ли родство. Затем рассмотрите китов: волосы на некоторых стадиях, молоко, лёгкие, ласты с костями передней конечности. Выберите между гипотезами «рыба» и «млекопитающее», приведя три довода. Форма: исправленная подпись и заключение.
Практика 2: разбор и критерии
Поворот узла не меняет общего предка, значит родство не изменилось. Кит — млекопитающее: молочные железы, волосы хотя бы на отдельных стадиях, комплекс строения лёгких и передней конечности согласуется с этим. Лёгкие сами по себе не уникальны для класса. Три балла: неизменность связей, вывод, комплекс доказательств.
05. Обсуждение и границы вывода
33–40 минут. Достаточно ли одного удобного признака для реконструкции эволюции? Сравните полёт, молоко и сходство костей. Предложите независимый тип данных, который помог бы проверить дерево.
Обсуждение: возможный вывод
Один признак может возникнуть независимо или исчезнуть. Сопоставляют анатомию, развитие, ископаемые и последовательности ДНК. Дерево — проверяемая гипотеза, а не лестница от «плохих» к «лучшим» животным.
06. Индивидуальная проверка
40–45 минут. В дереве X и Y имеют общего предка Б; ветвь Б соединяется с Z в более древнем узле А. Какая пара ближе? Является ли X предком Y? Можно ли узнать возраст Б без шкалы? Объясните три ответа.
Индивидуальная проверка: ответ и критерии
X и Y ближе по указанному дереву. X не объявлен предком Y: оба конца ветвей происходят от Б. Без временной шкалы возраст Б неизвестен. По баллу за ответ с основанием: 3.
07. Соответствие исходной программе
Пункт программы → действие → результат
| Пункт программы | Действие ученика | Проверяемый результат |
|---|---|---|
| 5. Эволюция беспозвоночных и позвоночных; адаптации к среде | Читает дерево родства и отличает гомологию от сходства функции | Объяснить два уровня сходства крыльев, прочитать ветвление дерева и проверить вывод по комплексу признаков. |
| Исследовательская работа по программе | Сравнивает новые данные, обсуждает ограничения | Самостоятельный вывод с доказательством и оговоркой |
Источники и права на изображения
Тексты, задания, учебные данные и схемы разработаны для портала «Школы России». Числовые серии — учебные модели, не результаты проведённых классом опытов. Схемы авторские, не копии микрофотографий; сторонние изображения не используются. Фактические сведения сверены по указанным источникам 19.10.2026. Материалы полностью даны, переход по внешним ссылкам ученику не требуется.