Ch.5 Origin and Evolution of Life

 

Prof.Dr.Sadhana Nikam
Vice Principal
Rashtriya Jr. College, Chalisgaon                                            Subject - Biology                                    

Notes of XII Science

CH.5 Origin and  Evolution of  Life

5.6 Modern  Synthetic  Theory  of  Evolution :
Main  Contributors  of  Modern  Synthetic  Theory  of  Evolution :
R. Fischer, J.B.S.Haldane, T.Dobzhansky, J. Huxley, E.Mayr, Simpson, Stebbins, Sewall  Wright, Mendel, T.H. Morgan etc.
Five key  factors : Stebbins  in  his  book  discussed  five  key  factors  as  gene  mutation, mutation  in  chromosome  structure &  number, genetic  recombinations, natural  selection  and  reproductive  isolation  contributed  in  evulution  of  species.

Q. Define Population ( 1 Mark)
Def :  All  individuals  of  the  same  species  constitute  a  population.        e.g. Human being population.

Q.Define Mendelian  population ( 1 Mark)
Small  interbreeding  group  of  a  population  is  called  Mendelian  population.

Q. Define  Gene  Pool ( 1 Mark)
Def  Gene  Pool : The  sum  total  of  genes  of  all  individuals  of  interbreeding  population  is  called  Gene  Pool.
Q.Define  Gene  frequency  (1 Mark)
The  proportion  of  an  allele  in  the  gene  pool  as  compared  with  other  alleles  at  the  same  locus  is  called  Gene  frequency.
Q.Which  are  the  concepts  of  Modern  synthetic  theory (1 Mark)
Three  main  concepts  are  a. Genetic  variation  b. Natural  Selection           c. Isolation
Q. Define  Genetic  variation ( 1 Mark)
The  change  in  gene  and  gene  frequencies  is  known  as  Genetic  variation.
Q. What  is  Genetic  variation? Explain  the  different  factors  responsible  for  genetic  variations. (3 Marks)

The  change  in  gene  and  gene  frequencies  is  known  as  Genetic  variation.
Factors  causing  Genetic  Variation :
A. Gene  Mutation :
Def : Changes  in  the  chemical  make  up  of  a  gene  is  called  Gene  mutation.
Point Mutation : When  mutation  occurs  within  the  single  gene  is  called  point  mutation.
This  leads  to  change  in  the  phenotype  of  organism  causing 
variation.
B. Genetic  recombination : Exchange  of  genetic  material  occur  between  non-sister  chromatids  of  homologus  chromosomes during  gamete  formation  in  sexually  reproducing  organisms  is  called  Genetic  recombination.
It  produces  new  genetic  combinations  which  result  in  variation.
C. Gene  flow : Transfer  of  genes  between  genetically  different  populations  is  called  Gene  flow.

Gene  movement  occur  in  the  form  of  migration  of  organism  or  gametes.

Gene  flow  also  changes  gene  frequency  causing  evolutionary  changes.
D. Genetic  drift  :

i.Any  random  fluctuation  in  allele  frequency  occuring  in  natural  population  by  pure  chance  is  called  Genetic  drift.
ii. Smaller  populations  have  greater  chances  for  genetic  drift.

iii.e.g. When the size of a population is severely reduced due to natural disasters as earthquakes, floods,fires which cause elimination of particular alleles from a population causing Genetic drift.
iv.Genetic  drift  is  important  factor  for  evolutionary  change.
E. Chromosomal  aberrations : The  structural  morphological  change  in  chromosome  due  to  rearrangement  is  called  chromosomal  aberrations.
Chromosomal  aberrations  occur  due  to  deletion, duplication, inversion  and  translocation

Q.Explain  how  chromosomal  aberrations  occur. (3 Marks)
Chromosomal  aberrations  occur  due  to  following  factors
a. Deletion : Loss  of  genes  from  chromosome.
b. Duplication : Genes  are  repeated  or  doubled  in  number  on  chromosome.
c. Inversion : A  particular  segment  of  chromosome  is  broken  and  gets  reattached  to  the  same  chromosome  in inverted  position. Here  no loss  or  gain  of  genes.
d. Translocation : Transfer  of  a  part  of  chromosome  or  set  of  genes  to  a nonhomologus  chromosome  is  called  translocation.

(Refer figures of Deletion, Duplication, Inversion & Translocation in Textbook page 101)

Natural  selection:
Q. What  is  natural  selection (1 Mark)
The  process  by  which  better  adapted  organisms  grow  & produce  more  number  of  offsprings  in  the  population  is  called  Natural  selection.
Q. By  talking  industrial  melanism  as  one  example explain  the  concept  of  natural  selection  ( LA  Que.)
                                                        OR
Q.Explain Natural  selection  with  example  of  Industrial  melanism
(LA  Que.)
1. Industrial  melanism  is  one  of  the  best  example  of  natural  selection.
2.It  is related  to  development  of  dark  coloured  pepperered  moth  due  to  air  pollution  during  industrial  revolution  in  Great  Britain.
3. In  Great  Britain  grey  white  winged  moths ( Biston  betularia )
were  more  in  number  than  black  winged  moth ( Biston  carbonaria)
4. White  winged  moth  well  adapted  with  lichen  covered  trees  &  protected  from  predatory  birds.

5.Black  winged  moth  resting  on   lichen  covered  tree  trunks  became  easy  victims  for  predatory  birds  &  their  number  reduced.
6. During  industrial  revolution  due  to  black  sooty  smoke  released  by  industries  lichen  killed  &  tree  trunk  became  black  due  to  air  pollution.
7. Black  winged  moth  well  adapted  and  their  number  increased  &  white  winged  moth  become  victim  &  their  number  reduced.
8. Thus  natural  selection  established  phenotypic  trait  relating  with  changing  environmental  conditions.

Isolation :
Q. What  is  isolation (1 Mark)
 Separation  of  a  single  population  into  several  subunits  which  prevent  interbreeding  between  them  is  called  Isolation.
Q. Enlist  types  of  Isolation (1 Mark)
Isolation  is  of  two  types  as
A. Geographical  isolation
B. Reproductive  isolation.
Q. Write  a  note  on  Geographical  isolastion (2 Mark)
1. Def : The  isolation  occur  when  an  original  population
divided  into  two  or  more  groups  by  geographical  barriers  such  as  river, ocean,mountain, glacier  is  called  Geographical  isolation.
2. These  barriers  prevent  interbreeding  between  isolated  groups.
3. The  separated  groups  are  exposed  to  different  kinds  of  environmental  factors.
4. They  acquired  new  traits  by  mutation.
5. The  separated  population  develop  distinct  gene  pool  &  they  do not  interbreed.
6. Thus  new  species  are  formed  by  geographical  isolation.
e.g. Darwin’s  Finches.

Reproductive  isolation :
Q.What  is  Reproductive  isolation? Describe  different  types of
Reproductive  isolation. ( LA )
Isolation  which  occur  due  to  change  in  genetic  material, gene  pool  and  structure  of  genital  organs  is  called  Reproductive  isolation.
Types  of  Reproductive  isolation :
A. Pre-mating  or  pre- zygotic  isolation: This  mechanism  prevent  fertilization  &  zygote  formation. It  is  of  four  types  as  follows.
i. Habitat  or  Ecological  isolation : Members  of  a  population  living  in  same  geographic  region  but  occupy  separate  habitat  which  prevent  interbreeding.
ii. Seasonal  or  temporal  isolation : Members  of  a  population  attain  sexual  maturity  at  different  time  which  prevent  interbreeding.
iii. Ehological  isolation :Members  of  two  populations  have  different  mating  behaviour  which  prevent  interbreeding.
iv. Mechanical  isolation : Members  of  two  populations  have  difference  in  the  structure  of  reproductive  organs  which  prevent  interbreeding.

B. Post mating  or Post zygotic  barriers :
It  is  of  three  types  as  follows
i. Gamete  mortality : Sperms  transfer  occur  but  egg  is  not  fertilized due  to  gametes  have  limited  life  span.
ii. Zygote  mortality : Here  egg  is  fertilized  but  zygote  dies  due  to  one  or  other  reasons.
iii. Hybrid  sterility :
Hybrids  develop  upto  maturity  but  become  sterile  due  to
failure  of  proper  gametogenesis.
e.g. Mule  is  sterile  intergeneric  hybrid.

5.13  Human  Evolution :
Q.Enlist  Special  charecters  acquired  by  man  in  course  of  evolution.(2 Marks)
i. Increase  in  size  &  complexity  of  brain.
ii. Increase  in  cranial  capacity  with  increase  intelligence.
iii. Erect  posture, bipedal  locomotion  &  opposable  thumb.
iv. Shorter  forelimbs  &  larger  hindlimbs.
v. Distinct  chin
vi. Broad  pelvic  girdle                                                                                  vii. Stereoscopic vision                                                                                  viii. Social  &  cultural  development.       

 Q. Complete  the  chart (2 Marks)

                 Appearance                          Human  evolution

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                   Ape like                                  Dryopithecus

         Man  like                                   Ramapithecus

      Connecting  link between                    Australopithecus

                      Ape & Man

        Handy  man like                                 Homo habilis

                     Ape man                                Homo erectus

Advanced prehistoric man                      Neanderthal  man

                       Modern man                        Homo  sapiens

Q. Complete  the  chart ( 2 Marks)

            Site  of  fossil  record                      Human  evolution

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     Lake victoria of Africa                                 Dryopithecus

     Shivalik Hills in India                                  Ramapithecus

     Toung in South  Africa                               Australopithecus

     Olduvai Gorge Tanzania                              Homo habilis

     Java and  peking                                          Homo erectus

     Neanderthal valley in Germany                  Neanderthal man

                     Africa                                           Homo sapiens     

Q. Complete  the  chart (2 Marks)

                       Period                                       Human evolution

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  Miocene  epoch 20-25 mya                                  Dryopithecus

  Miocene & early pliocene                                    Ramapithecus

  epoch 14 - 12 mya  

  Late pliocene or early pleistocene                       Australopithecus

  epoch about 4 - 1.8 mya

  Late pliocene or early pleistocene                        Homo habilis

  2.5 to 1.4 mya

  Middle pleistocene epoch                                     Homo erectus

  1.5 mya ago

  Late pleistocene epoch                                         Neanderthal man

  100000 to 40000 yrs ago                                         

Q. Complete the chart (2 Marks)

                    Posture                                     Human  evolution

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                 Semi erect                                       Dryopithecus

                    erect                                              Ramapithecus

                   upright                                           Australopithecus

                     erect                                             Homo habilis

                     erect                                             Homo erectus

                     erect                                             Neanderthal man

                     erect                                             Homo sapiens

Q.Complete the chart (2 Marks)

              Cranial  capacity                             Human evolution

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                            -----                                        Dryopithecus

                            -----                                        Ramapithecus

                      450 to  600 cc                              Australopithecus

                      650 to 800 cc                               Homo habilis

                           900 cc                                      Homo erectus

                          1400 cc                                     Neanderthal  man

                          1450 cc                                     Homo  sapiens

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(According to reduce syllabus during 2020 - 2021)