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§ 17. Evidencia de evolución

Para fundamentar la teoría de la evolución, Charles Darwin utilizó numerosas pruebas del campo de la paleontología, la biogeografía y la morfología. Posteriormente se obtuvieron hechos que recrean la historia del desarrollo del mundo orgánico y sirven como nueva evidencia de la unidad del origen de los organismos vivos y la variabilidad de las especies en la naturaleza.

hallazgos paleontológicos- quizás la evidencia más convincente del proceso evolutivo. Estos incluyen fósiles, huellas, fósiles, formas de transición fósiles, series filogenéticas, secuencia de formas fósiles. Consideremos algunos de ellos con más detalle.

1. Formas de transición fósiles- formas de organismos que combinan las características de grupos más viejos y más jóvenes.

Las plantas de particular interés son psilófitas. Se originaron a partir de algas, fueron las primeras plantas en hacer la transición a la tierra y dieron lugar a plantas superiores de esporas y semillas. helechos de semillas- una forma de transición entre helechos y gimnospermas y cícadas - entre gimnospermas y angiospermas.

Entre los vertebrados fósiles se pueden distinguir formas que son de transición entre todas las clases de este subtipo. Por ejemplo, el grupo más antiguo pez de aletas lobuladas dio origen a los primeros anfibios - estegocefálico(Fig. 3.15, 3.16). Esto fue posible debido a la estructura característica del esqueleto de las aletas pareadas de los peces de aletas lobuladas, que tenían los requisitos anatómicos previos para su transformación en las extremidades de cinco dedos de los anfibios primarios. Se conocen formas que forman la transición entre reptiles y mamíferos. Éstos incluyen lagartos animales(extranjeros) (Fig. 3.17). Y el vínculo entre los reptiles y las aves era primer pájaro(Archaaeopteryx) (Fig. 3.18).

La presencia de formas de transición prueba la existencia de relaciones filogenéticas entre organismos modernos y extintos y ayuda a construir un sistema natural y un árbol genealógico de flora y fauna.

2. serie paleontológica- filas de formas fósiles asociadas entre sí en el proceso de evolución y que reflejan el curso de la filogénesis (del griego. filón- clan, tribu génesis- origen). La evolución del caballo es un ejemplo clásico del uso de una serie de formas fósiles para dilucidar la historia de un grupo particular de animales. El científico ruso V.O. Kovalevsky (1842-1883) mostró la evolución gradual del caballo, estableciendo que las sucesivas formas fósiles se hacían cada vez más parecidas a las modernas (Fig. 3.20).

Los animales modernos con un solo dedo descienden de pequeños antepasados ​​​​de cinco dedos que vivieron en los bosques hace 60-70 millones de años. El cambio climático ha provocado un aumento de la superficie de las estepas y el asentamiento de caballos en ellas. El movimiento a largas distancias en busca de alimento y en defensa de los depredadores contribuyó a la transformación de las extremidades. Paralelamente, el tamaño del cuerpo, las mandíbulas aumentaron, la estructura de los dientes se volvió más complicada, etc.

Hasta la fecha se conocen un número suficiente de series paleontológicas (trompas, carnívoros, cetáceos, rinocerontes, algunos grupos de invertebrados) que prueban la existencia de un proceso evolutivo y la posibilidad del origen de una especie a partir de otra.

Evidencia morfológica se basan en el principio de que la profunda similitud interna de los organismos puede mostrar la relación de las formas comparadas, por lo tanto, cuanto mayor es la similitud, más estrecha es su relación.

1. Homología de órganos. Los órganos que tienen una estructura similar y un origen común se llaman homólogo. Ocupan la misma posición en el cuerpo del animal, se desarrollan a partir de rudimentos similares y tienen el mismo plan estructural. Un ejemplo típico de homología son las extremidades de los vertebrados terrestres (Fig. 3.21). Entonces, el esqueleto de las extremidades anteriores libres necesariamente tienen un húmero, un antebrazo, que consiste en el radio y el cúbito, y una mano (muñeca, metacarpo y falanges de los dedos). La misma imagen de homología se observa al comparar el esqueleto de las extremidades posteriores. En el caballo, los huesos de pizarra son homólogos a los huesos metacarpianos del segundo y cuarto dedo del pie de otros ungulados. Obviamente, en el caballo moderno, estos dedos han desaparecido en el proceso de evolución.

Se ha demostrado que las glándulas venenosas de las serpientes son homólogas de las glándulas salivales de otros animales, el aguijón de una abeja es un homólogo del ovipositor y la probóscide chupadora de las mariposas es un homólogo del par inferior de las mandíbulas de otros animales. insectos

Las plantas también tienen órganos homólogos. Por ejemplo, los zarcillos de guisantes, los cactus y las espinas de agracejo son hojas modificadas.

Establecer la homología de órganos permite encontrar el grado de relación entre organismos.

2. Analogía.Cuerpos similares- estos son órganos que tienen una similitud externa y realizan las mismas funciones, pero tienen un origen diferente. Estos órganos dan testimonio sólo de una dirección similar de adaptaciones de los organismos, determinada en

evolución por la acción de la selección natural. Las branquias externas de los renacuajos, las branquias de los peces, los anélidos poliquetos y las larvas de insectos acuáticos (por ejemplo, las libélulas) son similares. Los colmillos de morsa (colmillos modificados) y los colmillos de elefante (incisivos demasiado grandes) son órganos similares típicos, ya que sus funciones son similares. En las plantas, las espinas de agracejo (hojas modificadas), las espinas de acacia blanca (estípulas modificadas) y los escaramujos (que se desarrollan a partir de células de la corteza) son similares.

• Rudimentos.Rudimentario(del lat. rudimento- germen, fundamental) son los órganos que se establecen durante el desarrollo embrionario, pero luego dejan de desarrollarse y permanecen en formas adultas en un estado subdesarrollado. En otras palabras, los vestigios son órganos que han perdido sus funciones. Los rudimentos son la evidencia más valiosa del desarrollo histórico del mundo orgánico y el origen común de las formas vivas. Por ejemplo, los osos hormigueros tienen dientes rudimentarios, los humanos tienen músculos del oído, músculos de la piel, un tercer párpado y las serpientes tienen extremidades (Fig. 3.22).
• Atavismos. La aparición en organismos individuales de cualquier tipo de rasgos que existieron en ancestros lejanos, pero que se perdieron en el curso de la evolución, se llama atavismo(del lat. atavus- antepasado). En los humanos, los atavismos son la cola, la línea del cabello en toda la superficie del cuerpo y los múltiples pezones (fig. 3.23). Entre los miles de caballos con un solo dedo, hay ejemplares con extremidades de tres dedos. Los atavismo no tienen ninguna función importante para la especie, pero muestran una relación histórica entre formas relacionadas extintas y ahora existentes.

Prueba embriológica stva. En la primera mitad del siglo XIX El embriólogo ruso K.M. Baer (1792-1876) formuló la ley de la similitud de la línea germinal: se examinan las primeras etapas del desarrollo individual, se encuentran más similitudes entre diferentes organismos.

Por ejemplo, en las primeras etapas de desarrollo, los embriones de vertebrados no difieren entre sí. Solo en las etapas intermedias aparecen características características de peces y anfibios, y en etapas posteriores, características del desarrollo de reptiles, aves y mamíferos (Fig. 3.24). Esta regularidad en el desarrollo de los embriones indica la relación y secuencia de divergencia en la evolución de estos grupos de animales.

La profunda conexión entre lo individual y lo histórico se expresa en ley biogenética, fundada en la segunda mitad del siglo XIX. Los científicos alemanes E. Haeckel (1834-1919) y F. Müller (1821-1897). Según esta ley, cada individuo en su desarrollo individual (ontogénesis) repite la historia del desarrollo de su especie, o la ontogenia es corta

y rápida repetición de la filogénesis. Por ejemplo, en la ontogénesis, todos los vertebrados desarrollan una notocorda, un rasgo característico de sus antepasados ​​lejanos. Los renacuajos anuros desarrollan una cola, que es una repetición de las características de sus antepasados ​​con cola.

Posteriormente, se realizaron reformas y adiciones a la ley biogenética. El científico ruso A.N. Severtsov (1866-1936).

Está claro que en un período de tiempo tan corto como el desarrollo individual, no se pueden repetir todas las etapas de la evolución. Por tanto, la repetición de las etapas del desarrollo histórico de una especie en desarrollo embrionario se da de forma comprimida, con pérdida de muchas etapas. Al mismo tiempo, los embriones de organismos de una especie no son similares a las formas adultas de otra especie, sino a sus embriones. Por lo tanto, las hendiduras branquiales en un embrión humano a la edad de un mes son similares a las de un embrión de pez, y no a las de un pez adulto. Esto significa que en la ontogénesis los mamíferos pasan por etapas similares a los embriones de peces, y no a los peces adultos.

Cabe señalar que incluso Charles Darwin llamó la atención sobre el fenómeno de la repetición en la ontogénesis de las características estructurales de las formas ancestrales.

Toda la información anterior es de gran importancia para probar la evolución y aclarar las relaciones entre los organismos.

evidencia biogeográfica. biogeografía- Esta es la ciencia de las leyes del asentamiento moderno de animales y plantas en la Tierra.

Ya sabes por el curso de geografía física que las zonas geográficas modernas se formaron en el curso del desarrollo histórico de la Tierra, como resultado de la acción de factores climáticos y geológicos. También sabes que a menudo zonas naturales similares están habitadas por diferentes organismos, y diferentes zonas son similares. Es posible encontrar explicaciones para estos hechos sólo desde el punto de vista de la evolución. Por ejemplo, la peculiaridad de la flora y la fauna de Australia se explica por su aislamiento en el pasado lejano, en relación con el cual el desarrollo del mundo animal y vegetal tuvo lugar aislado de otros continentes. En consecuencia, la biogeografía aporta mucha evidencia a la evolución del mundo orgánico.

Actualmente, los métodos de bioquímica y biología molecular, genética e inmunología son ampliamente utilizados para probar procesos evolutivos.

Entonces, al estudiar la composición y secuencia de nucleótidos en ácidos nucleicos y aminoácidos en proteínas en diferentes grupos de organismos y encontrar similitudes, uno puede juzgar su relación.

La bioquímica tiene métodos de investigación que pueden usarse para descubrir la "relación de sangre" de los organismos. Al comparar proteínas sanguíneas, se tiene en cuenta la capacidad de los organismos para producir anticuerpos en respuesta a la introducción de proteínas extrañas en la sangre. Estos anticuerpos se pueden aislar del suero sanguíneo y se puede determinar a qué dilución reaccionará este suero con el suero del organismo comparado. Tal análisis mostró que los parientes más cercanos del hombre son los grandes simios superiores, y los más distantes son los lémures.

La evolución del mundo orgánico en la Tierra está confirmada por muchos hechos de todas las áreas de la biología: paleontología (series filogenéticas, formas de transición), morfología (homología, analogía, rudimentos, atavismos), embriología (ley de similitud germinal, ley biogenética), biogeografía, etc

1. ¿Qué estudia la paleontología y qué evidencias paleontológicas de la evolución conoces? 2. ¿En qué se diferencian los órganos homólogos de los similares, y cuál es su importancia para probar la evolución? 3. Cuáles de los órganos enumerados son homólogos y cuáles son análogos: branquias de peces, cangrejos de río; sépalos, pétalos, estambres, pistilos, hojas; espinas de agracejo, zarcillos de guisantes, zarcillos de uva? 4. ¿De qué dan testimonio los rudimentos y atavismos? 5. ¿Cuál es la esencia y el significado de la ley de similitud germinal? 6. ¿Por qué los marsupiales se encuentran predominantemente en Australia? 7. ¿Qué métodos se utilizan actualmente para probar la relación entre organismos de diferentes especies?

Biología General: Libro de texto para el grado 11 de la escuela integral de 11 años, para niveles básico y avanzado. Dakota del Norte Lisov, L. V. Kamlyuk, N. A. Lemeza y otros.Ed. Dakota del Norte Lisova.- Minsk: Bielorrusia, 2002.- 279 p.

Contenido del libro de texto Biología general: Libro de texto para el grado 11:

Capítulo 1. Especies: una unidad de existencia de organismos vivos.

• § 2. Población - una unidad estructural de la especie. Características de la población

Capítulo 2. Relaciones de especies, poblaciones con el medio ambiente. ecosistemas

• § 6. Ecosistema. Relaciones entre los organismos de un ecosistema. Biogeocenosis, estructura de la biogeocenosis
• § 7. El movimiento de materia y energía en un ecosistema. Circuitos y redes eléctricas
• § 9. Circulación de sustancias y flujo de energía en los ecosistemas. Productividad de las biocenosis

Capítulo 3

• § 13. Requisitos previos para el surgimiento de la teoría evolutiva de Ch. Darwin
• § 14. Características generales de la teoría evolutiva de Ch. Darwin

Capítulo 4

• § 18. Desarrollo de la teoría de la evolución en el período posdarwiniano. Teoría sintética de la evolución
• § 19. Población - una unidad elemental de evolución. Antecedentes de la evolución

Capítulo 5. Origen y desarrollo de la vida en la Tierra

• § 27. Desarrollo de ideas sobre el origen de la vida. Hipótesis sobre el origen de la vida en la Tierra
• § 32. Las principales etapas en la evolución de la flora y la fauna.
• § 33. Diversidad del mundo orgánico moderno. Principios de taxonomía

Capítulo 6

La prueba de la evolución se basa en datos de diversas ciencias: anatomía, fisiología, bioquímica, biogeografía, paleontología, embriología, etc.

paleontología comparada - la ciencia que estudia los organismos fósiles que vivieron en épocas pasadas proporciona evidencia clásica. La historia de cómo se desarrollaron estos organismos vivos en la Tierra se ha conservado en forma de restos fósiles. Como evidencia directa de la evolución, se puede citar la disposición escalonada de los restos de estos organismos, es decir. las capas más antiguas contienen formas de vida más primitivas, y viceversa, los restos de las formas de vida más recientes se encuentran en las capas superiores. También se han encontrado formas fósiles de transición. Gracias a estos descubrimientos, se puede hablar con confianza sobre el origen de varios grupos de organismos.

Por ejemplo, psilófitas- esta es una forma de transición de algas a plantas terrestres superiores, helechos de semillas son evidencia de que las gimnospermas descienden de los helechos. En animales, un hallazgo bien conocido arqueoptérix, las primeras aves del tamaño de una paloma, pero también con muchos rasgos característicos de los reptiles: mandíbulas con dientes; tres dedos que sobresalen de las alas con garras; una cola con plumas, que consta de muchas vértebras; costillas abdominales.

hacer fósiles estegocéfalos tenía señales de peces y anfibios, cotilosaurios- signos de anfibios y reptiles, lagarto con dientes de animales tenía señales de reptiles y mamíferos. Con base en los restos fósiles, los paleontólogos pudieron restaurar la evolución de algunos grupos de animales, así como compilar serie filogenética caballos, probóscide, camellos.

Evidencia convincente de la evolución embriología comparativa . En un momento, Darwin notó la existencia de una conexión entre el desarrollo individual () y el desarrollo histórico de la especie ( filogénesis). Más tarde, los científicos alemanes E. Haeckel y F. Müller formularon ley biogenética básica o ley de recapitulación quien desempeñó un papel importante en el desarrollo de la ciencia. El resumen de la ley es el siguiente: "La ontogenia es la recapitulación de la filogenia", o en muchas traducciones esta ley se presenta de la siguiente forma: "la ontogenia es una breve y rápida repetición de la filogénesis". Por ejemplo, considere el desarrollo de embriones de mamíferos. En sus primeras etapas de desarrollo, al igual que los embriones de peces, tienen hendiduras branquiales y una cola larga. Luego se asemejan al embrión de un anfibio, y luego al embrión de un reptil, tienen una cloaca. Tal recapitulación de rasgos puede explicarse por el hecho de que en diferentes etapas de desarrollo, se activan varios genes, conservados de ancestros lejanos: de peces, anfibios, reptiles, monos. Como otro ejemplo, tomemos un renacuajo de rana, que tiene un cuerpo en forma de pez, una línea lateral, un corazón de dos cámaras y un círculo de circulación sanguínea. En otras palabras, tiene signos de peces que fueron los ancestros lejanos de los anfibios.

Anatomía comparativa como evidencia, cita el plan de la estructura de los vertebrados, que es el mismo para diferentes clases. Por ejemplo, si consideramos los esqueletos de anfibios, reptiles, aves y mamíferos, veremos que se componen de cuatro secciones: el esqueleto de la cabeza, el tronco, las extremidades y los cinturones de las extremidades. Estas secciones consisten en los mismos huesos y las diferencias en su estructura se deben a la adaptación a condiciones ambientales específicas. Los sistemas de órganos restantes y los órganos individuales también tienen un plan estructural similar. Por ejemplo, todas las aves tienen un arco aórtico derecho, mientras que los mamíferos tienen un arco aórtico izquierdo.
La evidencia de la evolución es vestigios - órganos que han perdido sus funciones y están al borde de la extinción (en los humanos, esta es la línea del cabello en las extremidades y el tronco, el cóccix, que es un rudimento de la cola, que consta de 4-5 vértebras; en la ballena, los restos de la cintura pélvica). La evidencia anatómica comparativa incluye atavismos - casos de retorno a los signos de los antepasados ​​(una persona tiene casos de nacimiento de niños con cola, o hay personas que tienen pares de pezones adicionales).

Las similitudes de varios procesos fisiológicos en animales de grupos sistemáticos cercanos son evidencia fisiológica . Estos incluyen similitudes en la fisiología de varios sistemas de órganos: circulatorio, respiratorio, excretor, digestivo, reproductivo. El embarazo en humanos y grandes simios, por ejemplo, procede de manera similar y dura alrededor de 9 meses.

Pero los más convincentes, quizás, pueden considerarse los datos. bioquímica . Se ha demostrado que en grupos de organismos estrechamente relacionados, las proteínas son similares en composición de aminoácidos y la secuencia de nucleótidos del ADN en los cromosomas es similar. Por ejemplo, la hemoglobina humana y la del chimpancé son idénticas en la composición de aminoácidos, mientras que la hemoglobina humana y la del gorila difieren en solo dos aminoácidos. La comparación de la secuencia de aminoácidos en las proteínas ribosómicas y la secuencia de nucleótidos en el ARN ribosómico (pueden considerarse las más conservadoras) confirma brillantemente la clasificación de todos los grupos principales de organismos vivos.
En nuestro tiempo se ha llevado a cabo la hibridación de cadenas de nucleótidos de ADN humano y de chimpancé. Para hacer esto, se separaron cadenas dobles de ADN humano y de chimpancé, y luego se conectaron cadenas simples de ADN humano a cadenas de nucleótidos de chimpancé. Los enlaces de hidrógeno se restauraron entre los nucleótidos complementarios y resultó que el ADN humano y el del chimpancé tienen una similitud del 91-92 %. Además, la universalidad del código genético y la unidad de la composición de aminoácidos de las proteínas prueban el origen de todos los organismos vivos en la Tierra a partir de un único ancestro.

La ciencia de la distribución de la flora y la fauna en la Tierra se llama biogeografía . En biogeografía, nuestra Tierra se divide en seis regiones biogeográficas:

1. Paleoártico (Europa, Norte de África, Norte y Centro de Asia, Japón);
2. Neoártico (América del Norte);
3. etíope (África subsahariana);
4. indo-malayo (sur de Asia y el archipiélago malayo);
5. Neotropical (América Central y del Sur);
6. Australiano.

Y aquí puedes prestar atención a hechos interesantes. La flora y la fauna de las regiones paleoártica y neoártica son similares a pesar de que el estrecho de Bering se encuentra entre ellas. Esta similitud puede explicarse por el hecho de que en el pasado hubo un paso terrestre: el istmo de Bering. Estas dos regiones están unidas en la región Holarctic. Pero las diferencias en la flora y fauna entre las regiones Neoártica y Neotropical se explican por el hecho de que el Istmo de Panamá apareció hace relativamente poco tiempo. Como resultado, solo unas pocas especies lograron penetrar desde el sur hacia América del Norte (armadillo, zarigüeya) y, por el contrario, desde América del Norte hacia el Sur.

Hace más de 100 millones de años hubo una separación de otros continentes de Australia. Entonces no había animales placentarios, y gracias al aislamiento se conservaron allí mamíferos ovíparos y marsupiales primitivos.

La diferencia entre la flora y la fauna de distintas regiones se explica por el hecho de que las especies se formaron en un determinado centro de origen y se asentaron hasta encontrar algún tipo de barrera natural.

El darwinismo es la ciencia del desarrollo histórico de la naturaleza viva, basada en los puntos de vista de Charles Darwin.

Teoría evolutiva - la ciencia de las causas, patrones generales y mecanismos del proceso evolutivo.

Charles Robert Darwin y Alfred Wallace fundamentaron de forma independiente la idea de la selección natural sobre la base de la lucha por la existencia.

Las principales disposiciones del darwinismo:

• el proceso evolutivo es real, determinado por las condiciones de existencia y se manifiesta en la formación de nuevos individuos, especies y taxones sistemáticos mayores adaptados a estas condiciones;
• principales factores evolutivos: variabilidad hereditaria y selección natural;
• la selección natural desempeña el papel de factor rector de la evolución (el papel principal);
• requisitos previos para la selección natural: exceso de potencial reproductivo, variabilidad hereditaria y condiciones de vida cambiantes.

La selección natural es una consecuencia de la lucha por la existencia, que se divide en intraespecífica, interespecífica y lucha con las condiciones ambientales.

Resultados de la selección natural:

• preservación de cualquier adaptación que asegure la supervivencia y reproducción de la descendencia;
• divergencia - el proceso de divergencia genética y fenotípica de grupos de individuos según características individuales y la formación de nuevas especies;
• evolución progresiva del mundo orgánico.

Las fuerzas motrices de la evolución, según Darwin, son la variabilidad hereditaria, la lucha por la existencia, la selección natural.

Evidencia de la evolución

1. Comparación anatómica la evidencia se basa en la identificación de características morfológicas y anatómicas estructurales comunes y distintas de varios grupos de organismos.

La evidencia anatómica de la evolución incluye:

• la presencia de órganos homólogos que tienen un plan estructural común, desarrollándose a partir de capas germinales similares en la embriogénesis, pero adaptados para realizar funciones diferentes (brazo - aletas - ala de pájaro). Las diferencias en estructura y función resultan de la divergencia;
• la presencia de órganos similares que tienen un origen diferente en la embriogénesis, una estructura diferente, pero realizan funciones similares (un ala de pájaro y un ala de mariposa). La similitud funcional resulta de la convergencia;
• la presencia de rudimentos y atavismos.
• la existencia de formas de transición.

Rudimentos: órganos que han perdido su importancia funcional (cóccix, músculos de la oreja).

Atavismos: casos de manifestación de signos de ancestros lejanos (cola y cuerpo peludo en humanos, restos del segundo y tercer dedo del pie en un caballo);

2. evidencia embriológica. La embriología estudia los patrones de desarrollo embrionario y establece:

• relación filogenética de los organismos;
• serie filogenética;
• patrones de filogenia.

Los datos obtenidos se reflejaron en las leyes de similitud germinal de K.M. Baer y en la ley biogenética de E. Haeckel y F. Müller.

La ley de Beer establece la similitud de las primeras etapas de desarrollo de embriones de representantes de diferentes clases dentro de un tipo. En las últimas etapas del desarrollo embrionario, esta similitud se pierde y se desarrollan los caracteres más especializados del taxón, hasta llegar a los caracteres individuales del individuo.

La ley biogenética de Müller-Haeckel establece que la ontogenia es una breve repetición de la filogenia. En el proceso de evolución, la ontogenia se puede reorganizar, lo que conduce a la evolución de los órganos de un organismo adulto.

En la ontogenia sólo se repiten las etapas embrionarias de los ancestros, y no siempre de forma completa. A veces, en una etapa temprana de desarrollo, los organismos pueden alcanzar la madurez sexual sin pasar por etapas posteriores, como ocurre, por ejemplo, en los ajolotes, larvas del tigre ambistoma.

3.evidencia paleontológica- permitirle describir los eventos de la historia antigua sobre la base de restos fósiles de organismos. La evidencia paleontológica incluye la serie filogenética de caballos, probóscide y humanos construida por paleontólogos.

Formas de transición.- indican continuidad filogenética durante la transición de formas ancestrales a formas modernas y de clase a clase. Por ejemplo, en el tipo de cordados, los ictiostegas se clasifican como formas de transición de peces a anfibios, y Seimuria de anfibios a reptiles.

4.Evidencia molecular. La unidad del mundo orgánico se manifiesta en la composición química, la estructura más fina y los principales procesos de vida que ocurren en los organismos de diferentes grupos sistémicos.

Recientemente, muchos autores, en el pasado, ateos militantes, se han convertido en clérigos no menos militantes y han acordado que el darwinismo como teoría científica no tiene sentido. En lugar de reconocer el nivel de desarrollo de la ciencia moderna como insuficiente para comprender las causas del surgimiento de la Tierra y la vida en ella, defienden la idea de la creación del mundo sin dar argumentos serios. La teoría de Darwin es ciertamente imperfecta, pero es precisamente esto, junto con la genética moderna, lo que permite explicar más o menos razonablemente las causas del surgimiento de la diversidad del mundo orgánico y la adaptabilidad de los organismos al medio ambiente.

1.23. Vista, sus criterios y estructura. población

Una especie es una colección de individuos que ocupan un territorio determinado, que tienen un origen común, similitud hereditaria de características morfológicas, fisiológicas y químicas, que se cruzan libremente y producen descendencia fértil.

En muchos casos, uno tiene que decidir si uno y dos organismos (o dos grupos de organismos) pertenecen a la misma especie oa especies diferentes. Esta conclusión puede extraerse sobre la base de los criterios de tipo.

Ver criterios:

• morfológico: los individuos que pertenecen a la misma especie son similares entre sí en su estructura externa;
• fisiológico: los individuos que pertenecen a la misma especie son similares entre sí en muchas características de la vida;
• bioquímico: los individuos que pertenecen a la misma especie contienen proteínas similares;
• genético: los individuos que pertenecen a la misma especie tienen el mismo cariotipo;
• ecológico: los individuos de la misma especie llevan un estilo de vida similar en condiciones ambientales cercanas;
• geográfica: la especie se distribuye en un área determinada (rango).

Criterio de cruce- los individuos pertenecientes a la misma especie se cruzan entre sí en la naturaleza y producen descendencia fértil.

El criterio más importante para determinar si los individuos pertenecen a especies diferentes es el criterio de cruzamiento. Sin embargo, ningún criterio único puede ser exhaustivo. Solo sobre la base de un conjunto de características de criterio es posible distinguir entre especies estrechamente relacionadas.

población- un establo, viviendo juntos durante varias generaciones, un conjunto de individuos de la misma especie. Una población es una unidad evolutiva elemental. La población mínima es de dos individuos heterosexuales. Los individuos que forman parte de una misma población pueden nacer y morir, mientras la población continúe existiendo.

El cruce entre individuos de la misma población ocurre mucho más a menudo que entre individuos de diferentes poblaciones. Esto asegura el libre intercambio genético entre los miembros de la población.

Bajo la influencia de factores externos, la composición genética de la población cambia. Un cambio dirigido ya largo plazo en el acervo genético de una población se denomina fenómeno evolutivo elemental.

Los factores que provocan el proceso evolutivo en las poblaciones se denominan factores evolutivos elementales.

Estos factores incluyen:

• Las mutaciones son la causa de la heterogeneidad genética en las poblaciones. Proporcionan material evolutivo. La totalidad de mutaciones recesivas en los genotipos de los individuos de una población forma una reserva de variabilidad hereditaria (SS Chetverikov), que, cuando cambian las condiciones de existencia, cambia el tamaño de la población, puede manifestarse fenotípicamente y caer bajo la influencia de la selección natural ;
• olas de población: fluctuaciones periódicas en el número de individuos en una población que resultan de un cambio brusco en la acción de cualquiera de los factores ambientales (por ejemplo, falta de alimentos, desastres naturales, etc.). Después de la terminación de estos factores, la población aumenta de nuevo. Los individuos sobrevivientes pueden ser genéticamente valiosos. Los cambios en las frecuencias de ciertos genes pueden provocar cambios en la población;
• aislamiento: puede ser espacial (geográfico) y biológico (ambiental, fisiológico, reproductivo);
• selección natural - factor que determina la posibilidad de supervivencia y reproducción de los individuos, y en consecuencia, la conservación y evolución de la especie. La selección actúa sobre fenotipos individuales, seleccionando así ciertos genotipos.

La evolución es un proceso irreversible de desarrollo de cualquier sistema, como resultado del cual surgen nuevas estructuras y nuevas funciones. En biología, el término "evolución" (del lat. evolución- desarrollo, despliegue) fue utilizado por primera vez por el naturalista suizo Charles Bonnet en 1762 en uno de los trabajos embriológicos.

Según los conceptos modernos, la evolución biológica es un desarrollo histórico irreversible y, en cierta medida, dirigido de la vida silvestre, acompañado de un cambio en la composición genética de las poblaciones, la formación de adaptaciones, la formación y extinción de especies, transformaciones de biogeocenosis y la biosfera en su conjunto.

Así, el concepto mismo de "evolución" incluye al menos dos puntos: la adaptiogénesis y la formación de taxones.

Existen numerosas pruebas de la evolución del mundo orgánico de la Tierra, que a la vez son métodos para estudiar la evolución. La evidencia clásica de la evolución es paleontológica, anatómica comparativa y embriológica comparativa.

1. paleontológico . Los organismos preexistentes dejan varias formas de fósiles: fósiles, huellas, esqueletos, rastros de actividad. A partir de estos residuos, es posible rastrear el cambio en grupos de organismos a lo largo del tiempo. Reconstruido serie filogenética caballo, probóscide, algunos moluscos. Se han encontrado muchas formas de transición entre grupos modernos de organismos. Sin embargo, debido a lo incompleto del registro paleontológico, no siempre es posible reconstruir el curso de la evolución.

2. Morfológico comparativo . Los sistemas de órganos de los organismos modernos forman una serie de cambios sucesivos. Por ejemplo, en los organismos modernos, es posible rastrear el destino de los huesos individuales del cráneo cerebral y visceral. La evidencia bioquímica comparativa está cerca de la evidencia morfológica comparativa. Por ejemplo, en los organismos modernos, se pueden rastrear los cambios en la estructura de la hemoglobina. Sin embargo, existen lagunas en estas series, ya que no todas las formas de transición han sobrevivido hasta nuestros días.

3. embriológico comparativo . En el curso del desarrollo embrionario, los embriones a menudo muestran similitudes con embriones de formas ancestrales. Por ejemplo, en todos los vertebrados, las branquias internas (o sus rudimentos, las bolsas branquiales) aparecen en las primeras etapas de desarrollo.

Establecido ley de similitud de línea germinal fue formulado Ley biogenética de Müller-Haeckel que, en resumen, dice: La ontogenia (desarrollo individual) es una repetición rápida y breve de la filogénesis (desarrollo histórico)". Sin embargo, en estas series de desarrollo embrionario, la similitud entre los embriones es solo la más general, no se manifiestan todos los signos. Por ejemplo, los embriones de amniotas (reptiles, aves y mamíferos) no desarrollan branquias externas, que son características de las larvas de anamnia (peces y anfibios), y el desarrollo de las hendiduras branquiales se detiene en la etapa de bolsas branquiales. Por tanto, la ley biogenética en la interpretación de Müller-Haeckel es limitada.

En el curso de la evolución, se observan transformaciones evolutivas de procesos de ontogénesis asociados con las adaptaciones de organismos adultos (sexualmente maduros). En el curso de tales transformaciones, pueden aparecer nuevos órganos, pero también pueden perderse órganos viejos (completamente o convertirse en rudimentos). En este caso, podrá variar: la masa inicial del rudimento del órgano, el lugar y la hora de la colocación del órgano. Estas transformaciones pueden ocurrir en diferentes etapas de la ontogénesis: en la más temprana (colocación de la notocorda, tubo neural), intermedia (colocación de escamas en peces, plumas en pájaros, modificación de brotes de plantas) y tardía (reducción de cola en renacuajos, formación de un corazón de cuatro cámaras en aves y mamíferos), cambiando la forma de las hojas). Con cambios en los órganos en las últimas etapas de la ontogénesis, la ley filogenética puede actuar.

Actualmente, para estudiar el desarrollo evolutivo de un grupo particular de organismos, se utiliza toda una gama de métodos: biogeográficos, ecológicos, genéticos, biológicos moleculares, inmunológicos, bioquímicos, así como métodos de paleoecología, fisiología comparada y etología; Los métodos de simulación por computadora son ampliamente utilizados.

El desarrollo evolutivo del mundo orgánico se evidencia por muchos hechos acumulados por diversas ciencias naturales, principalmente paleontología, morfología y anatomía, citología, embriología, biogeografía, etc.

Veamos algunas de estas pruebas.

evidencia citológica

La citología es la ciencia de la estructura y funciones de la célula. Ella dio evidencia de una estructura celular única de todos los organismos en la tierra, desde plantas y animales unicelulares hasta organismos multicelulares. Esto atestigua el origen común del mundo orgánico.

Evidencia morfológica

La morfología y la anatomía son dos ciencias íntimamente relacionadas que estudian la estructura externa e interna de los organismos (plantas y animales). Se estableció cierta similitud en la estructura de diferentes grupos de organismos y se identificaron formas de transición entre ellos.

El descubrimiento de rudimentos y atavismos jugó un papel importante en la comprensión de los procesos y direcciones de la evolución.

Atavismos: un retorno a los signos o la aparición de órganos que existían en ancestros lejanos, pero que se perdieron por completo en el proceso de evolución. Por ejemplo, la aparición de una cola, varios pezones en el pecho y el abdomen o una línea de cabello espesa en los humanos. Los casos de aparición de atavismo indican que los genes que codifican su formación no han desaparecido del genoma, sino que se encuentran en un estado bloqueado en él. Si este bloque no funciona por alguna razón, aparecen atavismos.

Los rudimentos se llaman órganos que tienen los organismos, pero que han perdido su significado original durante mucho tiempo y, por lo tanto, se encuentran en un estado subdesarrollado. Estos órganos se encontraban en estado activo en los antepasados, pero debido a cambios en las condiciones de vida, dejaron de ser necesarios en los descendientes. Se ponen en la etapa de embriogénesis, pero no reciben un desarrollo completo en formas adultas de plantas y animales. Algunos ejemplos son los músculos de la oreja, el proceso del ciego (apéndice) y el "tercer párpado" en humanos (en total, los humanos tienen más de 90 órganos vestigiales). Los rudimentos son huesos no desarrollados de las extremidades traseras de los cetáceos, ojos de cueva y animales de madriguera (ratas topo, topos, etc.), etc. A diferencia de los atavismos, los órganos rudimentarios siempre están presentes en los organismos.

El estudio de las formas de vida (o biomorfos) de plantas y animales ha demostrado de manera convincente la posibilidad de transición de uno de ellos a otro. Por ejemplo, en especies de plantas relacionadas, las formas de los árboles pueden ser reemplazadas por arbustos o rastreros, según las condiciones del hábitat.

evidencia paleontológica

La paleontología es una ciencia que estudia los restos fósiles de distintos grupos de organismos o sus huellas, huellas, etc., así como paleocenosis enteras de territorios. El estudio de estos restos reveló los hechos de un cambio incondicional en la flora y la fauna en el tiempo: en diferentes capas geológicas, que difieren en el tiempo de formación, hay formas desiguales de organismos extintos. Se muestra que los paisajes naturales de regiones enteras cambiaron mucho con el tiempo: los mares avanzaron sobre la tierra y retrocedieron sobre vastos territorios, las llanuras dieron paso a las montañas, los bosques a las estepas o viceversa, etc. Los científicos también lograron encontrar un gran número de formas de transición entre organismos vivos y fósiles (por ejemplo, Archaeopteryx, que combina signos de aves y reptiles; lagartijas con dientes de animales con signos de mamíferos; un grupo de semillas de helecho que dio lugar a las gimnospermas, etc.).

Los paleontólogos han logrado establecer una serie de series filogenéticas de algunos animales (por ejemplo, se ha investigado la evolución de un caballo desde un eohippus de tamaño pequeño con cuatro dedos en las extremidades delanteras y tres dedos en las patas traseras hasta un caballo moderno con extremidades en un solo dedo). rastreado).

Evidencia embriológica

La embriología es la ciencia del desarrollo germinal (o embrionario) de los organismos. Se ha establecido que todos los organismos multicelulares capaces de reproducirse sexualmente se desarrollan a partir de un solo óvulo fertilizado (óvulo). Al mismo tiempo, K. Baer en 1825-1828. se encontró una gran similitud en el desarrollo de embriones (embriones) en animales pertenecientes al mismo tipo, descrito por él como la ley de similitud germinal. Estudios posteriores confirmaron la validez de las observaciones de K. Baer. La similitud en el desarrollo de embriones en animales de diferentes grupos sistemáticos ciertamente atestigua la similitud de su origen. Al mismo tiempo, aparecen primero signos de ancestros más antiguos (en cordados, estos son los comienzos de una notocorda, la presencia de hendiduras branquiales), y luego las características de progenitores posteriores. A medida que el embrión se desarrolla, adquiere rasgos estructurales cada vez más notorios característicos de la clase, orden, género y, finalmente, la especie a la que pertenece. Tal divergencia de signos de embriones a medida que se desarrollan se denomina divergencia embrionaria.

Resumiendo estos datos, los científicos alemanes F. Müller y E. Haeckel (1864-1866) formularon una ley biogenética: el desarrollo individual (ontogénesis) de cualquier organismo es una repetición breve y concisa del camino del desarrollo histórico (filogénesis) del especie a la que pertenece este organismo.

El regreso a los signos de los antepasados ​​se llamó recapitulación en la teoría de la evolución. Esta ley fue desarrollada y refinada por un destacado científico ruso (soviético), el académico A.N. Severtsov, quien demostró que en el desarrollo individual, las formas de desarrollo no se repiten de los ancestros adultos, sino solo de sus etapas embrionarias. Por tanto, en general, la relación entre ontogenia y filogenia es mucho más compleja de lo postulado por F. Müller y E. Haeckel. La filogenia debe considerarse como una serie histórica de ontogenias seleccionadas en el proceso de selección natural.

La ley biogenética se aplica no solo a los cordados, sino también a otros grupos de animales y plantas. Por ejemplo, en muchos insectos, los estadios larvales son similares a los gusanos (orugas de mariposa, larvas de mosca, etc.), lo que indica la posible proximidad de los ancestros de estos animales. En varios briófitos (por ejemplo, lino de cuco), la espora durante la germinación forma una formación filamentosa, un protonema, similar a las algas filamentosas. En general, la ley biogenética ha jugado un papel muy importante en el esclarecimiento de las relaciones filogenéticas entre diferentes grupos de organismos.

Evidencia de biogeografía

La biogeografía es la ciencia de los patrones de distribución de plantas, animales, hongos, bacterias en nuestro planeta. Estudia las formas y consecuencias de la distribución en la naturaleza y las migraciones de organismos en la formación de las floras y faunas modernas de las regiones. Diversos obstáculos o nuevas conexiones entre regiones (islas, continentes, etc.) pueden surgir en las formas de asentamiento. Esto se refleja en la similitud o disimilitud de floras y faunas entre sí. Por ejemplo, la separación temprana de Australia, Oceanía y América del Sur condujo a la formación de formas únicas de flora y fauna en estas regiones (preservación de muchas formas de marsupiales y mamíferos que ponen huevos, plantas relictas que desaparecieron en otros continentes). Por el contrario, la conexión de larga data entre América del Norte y Eurasia ha llevado a un alto grado de similitud entre su mundo vivo.

Evidencia de Genética y Biología Molecular

La genética y la biología molecular son las ciencias de las bases moleculares de la herencia y los patrones de su manifestación en las poblaciones de organismos. Estas ciencias permiten esclarecer la proximidad o lejanía filogenética de diferentes grupos de plantas y animales y así complementar los datos obtenidos por otras ciencias. La información que confirma las ideas modernas sobre la evolución del mundo viviente también está disponible en muchas otras ciencias biológicas: la selección de plantas, animales, microorganismos, fisiología comparativa y bioquímica de diferentes grupos de organismos, taxonomía, etc.