] [Limba belarusă] [Literatura rusă] [Literatura belarusă] [Literatura ucraineană] [Fundamentele sănătății] [Literatura străină] [Știința naturii] [Omul, societatea, statul] [Alte manuale]

§ 17. Dovezi ale evoluţiei

Pentru a fundamenta teoria evoluției, Charles Darwin a folosit pe scară largă numeroase dovezi din domeniul paleontologiei, biogeografiei și morfologiei. Ulterior, au fost obținute fapte care recreează istoria dezvoltării lumii organice și servesc drept noi dovezi ale unității originii organismelor vii și variabilității speciilor în natură.

descoperiri paleontologice- poate cea mai convingătoare dovadă a procesului evolutiv. Acestea includ fosile, amprente, fosile, forme de tranziție fosile, serii filogenetice, secvență de forme fosile. Să luăm în considerare unele dintre ele mai detaliat.

1. Forme tranzitorii fosile- forme de organisme care combină trăsăturile grupurilor mai în vârstă cu cele mai tinere.

Plantele de interes deosebit sunt psilofite. Au provenit din alge, au fost primele plante care au făcut tranziția către pământ și au dat naștere la spori și plante cu semințe mai mari. ferigi de sămânță- o formă de tranziție între ferigi și gimnosperme, iar cicadele - între gimnosperme și angiosperme.

Dintre vertebratele fosile, se pot distinge forme care sunt tranzitorii între toate clasele acestui subtip. De exemplu, cel mai vechi grup pește cu aripioare lobe a dat naștere primilor amfibieni - stegocefalice(Fig. 3.15, 3.16). Acest lucru a fost posibil datorită structurii caracteristice a scheletului înotătoarelor pereche ale peștilor cu aripioare lobice, care aveau premise anatomice pentru transformarea lor în membrele cu cinci degete ale amfibienilor primari. Sunt cunoscute forme care formează tranziția dintre reptile și mamifere. Acestea includ soparle animale(străini) (Fig. 3.17). Și legătura dintre reptile și păsări era prima pasăre(Archaeopteryx) (Fig. 3.18).

Prezența formelor de tranziție dovedește existența unor relații filogenetice între organismele moderne și cele dispărute și ajută la construirea unui sistem natural și a arborelui genealogic al florei și faunei.

2. serie paleontologică- rânduri de forme fosile asociate între ele în procesul de evoluție și reflectând cursul filogenezei (din greacă. phylon- clan, trib geneză- origine). Evoluția calului este un exemplu clasic de utilizare a unei serii de forme fosile pentru a elucida istoria unui anumit grup de animale. Omul de știință rus V.O. Kovalevsky (1842-1883) a arătat evoluția treptată a calului, stabilind că formele fosile succesive au devenit din ce în ce mai asemănătoare cu cele moderne (Fig. 3.20).

Animalele moderne cu un deget au descins din strămoșii mici cu cinci degete care au trăit în păduri acum 60-70 de milioane de ani. Schimbările climatice au dus la o creștere a zonei stepelor și la așezarea cailor pe acestea. Mișcarea pe distanțe lungi în căutarea hranei și în apărarea împotriva prădătorilor a contribuit la transformarea membrelor. În paralel, dimensiunea corpului, fălcile au crescut, structura dinților a devenit mai complicată etc.

Până în prezent, se cunosc un număr suficient de serii paleontologice (proboscide, carnivore, cetacee, rinoceri, unele grupe de nevertebrate), care dovedesc existența unui proces evolutiv și posibilitatea originii unei specii din alta.

Dovezi morfologice se bazează pe principiul că similitudinea internă profundă a organismelor poate arăta relația dintre formele comparate, prin urmare, cu cât asemănarea este mai mare, cu atât relația lor este mai strânsă.

1. Omologia organelor. Se numesc organe care au o structură similară și o origine comună omolog. Ele ocupă aceeași poziție în corpul animalului, se dezvoltă din rudimente similare și au același plan structural. Un exemplu tipic de omologie îl reprezintă membrele vertebratelor terestre (Fig. 3.21). Deci, scheletul membrelor frontale libere au în mod necesar un humerus, un antebraț, format din radius și ulna, și o mână (încheietura mâinii, metacarpului și falangele degetelor). Aceeași imagine de omologie este observată atunci când se compară scheletul membrelor posterioare. La cal, oasele de ardezie sunt omoloage cu oasele metacarpiene ale celui de-al doilea și al patrulea deget de la alte ungulate. Evident, la calul modern, aceste degete au dispărut în procesul de evoluție.

S-a dovedit că glandele otrăvitoare ale șerpilor sunt un omolog al glandelor salivare ale altor animale, înțepătura unei albine este un omolog al ovipozitorului, iar proboscisul sugător al fluturilor este un omolog al perechii inferioare de fălci ale altor animale. insecte.

Plantele au și organe omoloage. De exemplu, viricile de mazăre, cactusul și tepii de arpaș sunt frunze modificate.

Stabilirea omologiei organelor vă permite să aflați gradul de relație dintre organisme.

2. Analogie.Corpuri similare- acestea sunt organe care au o asemănare externă și îndeplinesc aceleași funcții, dar au o origine diferită. Aceste organe mărturisesc doar o direcție similară de adaptare a organismelor, determinată în

evoluţie prin acţiunea selecţiei naturale. Branhiile externe ale mormolocilor, branhiile peștilor, anelidele polihete și larvele de insecte acvatice (de exemplu, libelule) sunt similare. Colții de morsă (colți modificați) și colții de elefant (incisivi supra-crescuți) sunt organe similare tipice, deoarece funcțiile lor sunt similare. La plante, țepii de arpaș (frunze modificate), țepii albi de salcâm (stipulele modificate) și măcesele (care se dezvoltă din celulele de scoarță) sunt similare.

• Rudimente.Rudimentar(din lat. rudimentum- germen, fundamental) se numesc organe care sunt depuse în cursul dezvoltării embrionare, dar ulterior încetează să se dezvolte și rămân în forme adulte în stare subdezvoltată. Cu alte cuvinte, vestigiile sunt organe care și-au pierdut funcțiile. Rudimentele sunt cele mai valoroase dovezi ale dezvoltării istorice a lumii organice și originii comune a formelor vii. De exemplu, furnicile au dinți rudimentari, oamenii au mușchi ai urechii, mușchi ai pielii, o a treia pleoapă, iar șerpii au membre (Fig. 3.22).
• Atavisme. Apariția în organismele individuale a oricărui fel de trăsături care au existat la strămoșii îndepărtați, dar s-au pierdut în cursul evoluției, se numește atavism(din lat. atavus- strămoș). La om, atavismele sunt coada, linia părului pe întreaga suprafață a corpului și sfarcurile multiple (Fig. 3.23). Printre miile de cai cu un singur deget, există exemplare cu membre cu trei degete. Atavismele nu au nicio funcție importantă pentru specie, dar arată o relație istorică între formele înrudite dispărute și cele existente acum.

Dovada embriologică stva. În prima jumătate a secolului al XIX-lea Embriologul rus K.M. Baer (1792-1876) a formulat legea asemănării liniei germinale: cu cât sunt examinate etapele anterioare ale dezvoltării individuale, cu atât se găsesc mai multe asemănări între diferite organisme.

De exemplu, în stadiile incipiente de dezvoltare, embrionii de vertebrate nu diferă unul de celălalt. Numai în stadiile mijlocii apar trăsături caracteristice peștilor și amfibienilor, iar în stadiile ulterioare - caracteristici ale dezvoltării reptilelor, păsărilor și mamiferelor (Fig. 3.24). Această regularitate în dezvoltarea embrionilor indică relația și succesiunea divergenței în evoluția acestor grupuri de animale.

Legătura profundă dintre individ și istoric se exprimă în legea biogenetică,înfiinţată în a doua jumătate a secolului al XIX-lea. Oamenii de știință germani E. Haeckel (1834-1919) și F. Müller (1821-1897). Conform acestei legi, fiecare individ în dezvoltarea sa individuală (ontogeneză) repetă istoria dezvoltării speciei sale, sau ontogenia este scurtă

și repetarea rapidă a filogenezei. De exemplu, în ontogeneză, toate vertebratele dezvoltă o notocordă, o trăsătură care era caracteristică strămoșilor lor îndepărtați. Mormolocii Anurani dezvoltă o coadă, care este o repetare a trăsăturilor strămoșilor lor cu coadă.

Ulterior au fost aduse modificări și completări la legea biogenetică. Omul de știință rus A.N. Severtsov (1866-1936).

Este clar că într-o perioadă atât de scurtă ca dezvoltarea individuală, toate etapele evoluției nu pot fi repetate. Prin urmare, repetarea etapelor de dezvoltare istorică a unei specii în dezvoltare embrionară are loc într-o formă comprimată, cu pierderea multor stadii. În același timp, embrionii organismelor unei specii sunt similari nu cu formele adulte ale altei specii, ci cu embrionii lor. Astfel, fantele branhiale la un embrion uman la vârsta de o lună sunt similare cu cele dintr-un embrion de pește, și nu la un pește adult. Aceasta înseamnă că în ontogeneză mamiferele trec prin etape asemănătoare cu embrionii de pește, și nu prin peștii adulți.

De remarcat că chiar și Charles Darwin a atras atenția asupra fenomenului de repetare în ontogeneză a trăsăturilor structurale ale formelor ancestrale.

Toate informațiile de mai sus sunt de mare importanță pentru demonstrarea evoluției și pentru clarificarea relațiilor dintre organisme.

dovezi biogeografice. biogeografie- Aceasta este știința legilor așezării moderne a animalelor și plantelor pe Pământ.

Știți deja din cursul geografiei fizice că zonele geografice moderne s-au format în cursul dezvoltării istorice a Pământului, ca urmare a acțiunii factorilor climatici și geologici. Știți, de asemenea, că zonele naturale similare sunt adesea locuite de organisme diferite, iar zonele diferite sunt similare. Este posibil să găsim explicații pentru aceste fapte doar din punctul de vedere al evoluției. De exemplu, particularitatea florei și faunei din Australia se explică prin izolarea acesteia în trecutul îndepărtat, în legătură cu care dezvoltarea lumii animale și vegetale a avut loc izolat de alte continente. În consecință, biogeografia contribuie cu multe dovezi la evoluția lumii organice.

În prezent, metodele de biochimie și biologie moleculară, genetică și imunologie sunt utilizate pe scară largă pentru a demonstra procesele evolutive.

Deci, studiind compoziția și secvența nucleotidelor din acizii nucleici și aminoacizilor din proteinele din diferite grupuri de organisme și găsind asemănări, se poate judeca relația lor.

Biochimia are metode de cercetare care pot fi folosite pentru a afla „relația de sânge” a organismelor. Când se compară proteinele din sânge, se ia în considerare capacitatea organismelor de a produce anticorpi ca răspuns la introducerea proteinelor străine în sânge. Acești anticorpi pot fi izolați din serul sanguin și se poate determina la ce diluție va reacționa acest ser cu serul organismului comparat. O astfel de analiză a arătat că cele mai apropiate rude ale omului sunt marile maimuțe superioare, iar cele mai îndepărtate dintre ele sunt lemurii.

Evoluția lumii organice pe Pământ este confirmată de multe fapte din toate domeniile biologiei: paleontologie (serie filogenetică, forme de tranziție), morfologie (omologie, analogie, rudimente, atavisme), embriologie (legea asemănării germinale, legea biogenetică), biogeografie etc.

1. Ce studiază paleontologia și ce dovezi paleontologice ale evoluției cunoașteți? 2. Cum diferă organele omoloage de cele similare și care este semnificația lor în demonstrarea evoluției? 3. Care dintre organele enumerate sunt omoloage, și care sunt analoge: branhii de pește, raci; sepale, petale, stamine, pistil, frunze; țepi de arpaș, fire de mazăre, fire de struguri? 4. Despre ce mărturisesc rudimentele și atavismele? 5. Care este esența și semnificația legii asemănării germinale? 6. De ce se găsesc marsupialele predominant în Australia? 7. Ce metode sunt folosite în prezent pentru a demonstra relația dintre organisme de diferite specii?

Biologie generală: Manual pentru clasa a XI-a a școlii generale de 11 ani, pentru nivelurile de bază și avansate. N.D. Lisov, L.V. Kamlyuk, N.A. Lemeza şi alţii.Ed. N.D. Lisova.- Minsk: Belarus, 2002.- 279 p.

Conținutul manualului Biologie generală: manual pentru clasa a 11-a:

Capitolul 1. Specia – unitate de existență a organismelor vii

• § 2. Populaţia - unitate structurală a speciei. Caracteristicile populației

Capitolul 2. Relaţiile speciilor, populaţiilor cu mediul. ecosistemelor

• § 6. Ecosistem. Relațiile dintre organismele dintr-un ecosistem. Biogeocenoza, structura biogeocenozei
• § 7. Mișcarea materiei și energiei într-un ecosistem. Circuite și rețele de alimentare
• § 9. Circulația substanțelor și fluxul de energie în ecosisteme. Productivitatea biocenozelor

capitolul 3

• § 13. Precondiții pentru apariția teoriei evoluționiste a lui Ch. Darwin
• § 14. Caracteristici generale ale teoriei evoluţioniste a lui Ch. Darwin

capitolul 4

• § 18. Dezvoltarea teoriei evoluţioniste în perioada post-darwiniană. Teoria sintetică a evoluției
• § 19. Populația – unitate elementară a evoluției. Contextul evoluției

Capitolul 5. Originea și dezvoltarea vieții pe Pământ

• § 27. Dezvoltarea ideilor despre originea vieții. Ipoteze pentru originea vieții pe Pământ
• § 32. Principalele etape ale evoluţiei florei şi faunei
• § 33. Diversitatea lumii organice moderne. Principiile taxonomiei

Capitolul 6

Dovada evoluției se bazează pe date din diverse științe: anatomie, fiziologie, biochimie, biogeografie, paleontologie, embriologie etc.

Paleontologie comparată - știința care studiază organismele fosile care au trăit în epocile trecute oferă dovezi clasice. Istoria modului în care aceste organisme vii s-au dezvoltat pe Pământ a fost păstrată sub formă de resturi fosile. Ca o dovadă directă a evoluției, se poate cita dispunerea în etape a rămășițelor acestor organisme, adică. cele mai vechi straturi conțin forme de viață mai primitive și invers, rămășițele celor mai recente forme de viață se găsesc în straturile superioare. Au fost descoperite și forme fosile de tranziție. Datorită acestor descoperiri, se poate vorbi cu încredere despre originea diferitelor grupuri de organisme.

De exemplu, psilofite- aceasta este o formă de tranziție de la alge la plante terestre superioare, ferigi de sămânță sunt dovezi că gimnospermele descind din ferigi. La animale, o descoperire binecunoscută arheopteryx, primele păsări de mărimea unui porumbel, dar având și multe trăsături caracteristice reptilelor: fălci cu dinți; trei degete care ies din aripi cu gheare; o coadă cu pene, formată din multe vertebre; coaste abdominale.

Faceți fosile stegocefalieni avea semne de pești și amfibieni, cotilosauri- semne de amfibieni și reptile, soparla cu dinti de animal avea semne de reptile și mamifere. Pe baza rămășițelor fosile, paleontologii au reușit să restabilească evoluția unor grupuri de animale, precum și să compileze serie filogenetică cai, proboscide, cămile.

Dovezi convingătoare pentru evoluție embriologie comparată . La un moment dat, Darwin a remarcat existența unei legături între dezvoltarea individuală () și dezvoltarea istorică a speciei ( filogeneza). Mai târziu, oamenii de știință germani E. Haeckel și F. Müller au formulat legea biogenetică de bază sau legea recapitulării care a jucat un rol important în dezvoltarea științei. Rezumatul legii este următorul: „Ontogeneza este recapitularea filogeniei”, sau în multe traduceri această lege apare sub următoarea formă: „ontogenia este o repetare scurtă și rapidă a filogenezei”. De exemplu, luați în considerare dezvoltarea embrionilor de mamifere. În stadiile lor incipiente de dezvoltare, ei, la fel ca embrionii de pește, au fante branhiale și o coadă lungă. Apoi devin asemănătoare cu embrionul unui amfibian, iar apoi cu embrionul unei reptile, au o cloaca. O astfel de recapitulare a trăsăturilor poate fi explicată prin faptul că, în diferite stadii de dezvoltare, sunt pornite diverse gene, păstrate de la strămoși îndepărtați: de la pești, amfibieni, reptile, maimuțe. Ca un alt exemplu, să luăm un mormoloc de broască, care are un corp în formă de pește, o linie laterală, o inimă cu două camere și un cerc de circulație a sângelui. Cu alte cuvinte, are semne de pești care au fost strămoșii îndepărtați ai amfibienilor.

Anatomie comparată ca dovadă, el citează planul structurii vertebratelor, care este același pentru diferite clase. De exemplu, dacă luăm în considerare scheletele de amfibieni, reptile, păsări și mamifere, vom vedea că acestea constau din patru secțiuni: scheletul capului, trunchiului, membrelor și centurii membrelor. Aceste secțiuni constau din aceleași oase, iar diferențele în structura lor se datorează adaptării la condițiile specifice de mediu. Sistemele de organe rămase și organele individuale au, de asemenea, un plan structural similar. De exemplu, toate păsările au un arc aortic drept, în timp ce mamiferele au un arc aortic stâng.
Dovezile pentru evoluție sunt vestigii - organe care și-au pierdut funcțiile și sunt pe cale de dispariție (la om, aceasta este linia părului de pe membre și trunchi, coccisul, care este un rudiment al cozii, format din 4-5 vertebre; la balenă, resturile centurii pelvine). Dovezile anatomice comparative includ atavisme - cazuri de revenire la semnele strămoșilor (o persoană are cazuri de naștere de copii cu coadă, sau există persoane care au perechi suplimentare de mameloane).

Asemănările diferitelor procese fiziologice la animalele din grupuri sistematice apropiate sunt dovezi fiziologice . Acestea includ asemănări în fiziologia diferitelor sisteme de organe: circulator, respirator, excretor, digestiv, reproducător. Sarcina la oameni și la maimuțe mari, de exemplu, se desfășoară în mod similar și durează aproximativ 9 luni.

Dar cele mai convingătoare, poate, pot fi considerate datele biochimie . S-a dovedit că în grupurile strâns înrudite de organisme, proteinele sunt similare ca compoziție de aminoacizi și secvența de nucleotide a ADN-ului din cromozomi este similară. De exemplu, hemoglobina umană și cea a cimpanzeului sunt identice în compoziția de aminoacizi, în timp ce există doar două diferențe de aminoacizi între hemoglobina umană și cea de gorilă. Comparația dintre secvența de aminoacizi din proteinele ribozomale și secvența de nucleotide din ARN-ul ribozomal (acestea pot fi considerate cele mai conservatoare) confirmă în mod strălucit clasificarea tuturor grupurilor majore de organisme vii.
În timpul nostru, s-a realizat hibridizarea lanțurilor de nucleotide ADN uman și cimpanzeu. Pentru a face acest lucru, au fost separate catenele duble de ADN uman și de cimpanzeu, iar apoi catene simple de ADN uman au fost conectate la lanțurile de nucleotide ale cimpanzeului. Legăturile de hidrogen au fost restaurate între nucleotidele complementare și s-a dovedit că ADN-ul uman și cel al cimpanzeului au o asemănare de 91-92%. În plus, universalitatea codului genetic și unitatea compoziției de aminoacizi a proteinelor demonstrează originea tuturor organismelor vii de pe Pământ dintr-un singur strămoș.

Știința distribuției florei și faunei pe Pământ se numește biogeografie . În biogeografie, Pământul nostru este împărțit în șase regiuni biogeografice:

1. Paleoarctica (Europa, Africa de Nord, Asia de Nord și Centrală, Japonia);
2. Neoarctic (America de Nord);
3. etiopiană (Africa Sub-sahariană);
4. Indo-Malay (Asia de Sud și Arhipelagul Malay);
5. Neotropical (America Centrală și de Sud);
6. Australian.

Și aici puteți acorda atenție faptelor interesante. Flora și fauna regiunilor paleoarctice și neoarctice sunt similare, în ciuda faptului că strâmtoarea Bering se află între ele. Această asemănare poate fi explicată prin faptul că în trecut a existat o trecere terestră - Istmul Bering. Aceste două regiuni sunt unite în regiunea Holarctică. Dar diferențele de floră și faună dintre regiunile neoarctice și neotropicale se explică prin faptul că Istmul Panama a apărut relativ recent. Ca urmare, doar câteva specii au reușit să pătrundă dinspre sud în America de Nord (armadillo, opossum) și, dimpotrivă, din America de Nord în sud.

Cu mai bine de 100 de milioane de ani în urmă a avut loc o separare de alte continente ale Australiei. Atunci nu existau animale placentare și, datorită izolării, acolo s-au păstrat mamifere primitive ovipare și marsupiale.

Diferența dintre flora și fauna diferitelor regiuni se explică prin faptul că speciile s-au format într-un anumit centru de origine și s-au așezat până când au întâlnit un fel de barieră naturală.

Darwinismul este știința dezvoltării istorice a naturii vii, bazată pe opiniile lui Charles Darwin.

Teoria evoluționistă - știința cauzelor, modelelor generale și mecanismelor procesului evolutiv.

Charles Robert Darwin și Alfred Wallace au fundamentat în mod independent ideea selecției naturale pe baza luptei pentru existență.

Principalele prevederi ale darwinismului:

• procesul evolutiv este real, determinat de conditiile de existenta si se manifesta prin formarea de noi indivizi, specii si taxoni sistematici mai mari adaptati acestor conditii;
• principalii factori evolutivi: variabilitatea ereditară și selecția naturală;
• selecția naturală joacă rolul de factor călăuzitor al evoluției (rolul principal);
• premisele selecției naturale: potențialul de reproducere în exces, variabilitatea ereditară și condițiile de viață în schimbare.

Selecția naturală este o consecință a luptei pentru existență, care se împarte în intraspecifică, interspecifică și luptă cu condițiile de mediu.

Rezultatele selecției naturale:

• conservarea oricăror adaptări care asigură supraviețuirea și reproducerea descendenților;
• divergență - procesul de divergență genetică și fenotipică a grupurilor de indivizi în funcție de caracteristicile individuale și formarea de noi specii;
• evoluţia progresivă a lumii organice.

Forțele motrice ale evoluției, după Darwin, sunt variabilitatea ereditară, lupta pentru existență, selecția naturală.

Dovezi pentru evoluție

1. Anatomic comparativ dovezile se bazează pe identificarea caracteristicilor structurale morfologice și anatomice comune și distincte ale diferitelor grupuri de organisme.

Dovezile anatomice pentru evoluție includ:

• prezența unor organe omoloage care au un plan structural comun, dezvoltându-se din straturi germinale asemănătoare în embriogeneză, dar adaptate să îndeplinească diferite funcții (braț – aripi – aripă de pasăre). Diferențele de structură și funcție rezultă din divergență;
• prezența unor organe similare care au o origine diferită în embriogeneză, o structură diferită, dar îndeplinesc funcții similare (aripa unei păsări și aripa unui fluture). Asemănarea funcțională rezultă din convergență;
• prezenţa rudimentelor şi atavismelor.
• existenţa formelor tranzitorii.

Rudimente - organe care și-au pierdut semnificația funcțională (coccisul, mușchii urechii).

Atavisme - cazuri de manifestare a semnelor strămoșilor îndepărtați (coada și corpul păros la om, rămășițe ale celui de-al doilea și al treilea deget de la picior la un cal);

2. dovezi embriologice. Embriologia studiază modelele de dezvoltare embrionară și stabilește:

• relația filogenetică a organismelor;
• serie filogenetică;
• modele de filogenie.

Datele obținute s-au reflectat în legile asemănării germinale ale lui K.M. Baer și în legea biogenetică a lui E. Haeckel și F. Müller.

Legea berii stabilește asemănarea stadiilor incipiente de dezvoltare a embrionilor reprezentanților diferitelor clase în cadrul unui tip. În stadiile ulterioare ale dezvoltării embrionare, această asemănare se pierde, iar caracterele cele mai specializate ale taxonului se dezvoltă, până la caracterele individuale ale individului.

Legea biogenetică Müller-Haeckel afirmă că ontogenia este o scurtă repetare a filogeniei. În procesul de evoluție, ontogeneza poate fi rearanjată, ceea ce duce la evoluția organelor unui organism adult.

În ontogenie, doar etapele embrionare ale strămoșilor se repetă și nu întotdeauna complet. Uneori, într-un stadiu incipient de dezvoltare, organismele pot ajunge la maturitatea sexuală fără a trece prin etapele ulterioare, ca, de exemplu, acest lucru se întâmplă la axolotli - larvele tigrul ambistoma.

3.dovezi paleontologice- vă permit să descrieți evenimentele istoriei antice pe baza rămășițelor fosile ale organismelor. Dovezile paleontologice includ seria filogenetică de cai, proboscide și oameni construite de paleontologi.

Forme tranziţionale.- indică continuitate filogenetică în timpul trecerii de la forme ancestrale la cele moderne şi de la clasă la clasă. De exemplu, în tipul de cordate, ihtiostega sunt clasificate ca forme de tranziție de la pești la amfibieni, iar Seimuria de la amfibieni la reptile.

4.Dovezi moleculare. Unitatea lumii organice se manifestă în compoziția chimică, cea mai fină structură și principalele procese de viață care au loc în organismele diferitelor grupe sistemice.

Recent, mulți autori, în trecut - atei militanti, au devenit nu mai puțin clerici militanti și au fost de acord că darwinismul ca teorie științifică este lipsit de sens. În loc să recunoască nivelul de dezvoltare al științei moderne ca fiind insuficient pentru a înțelege cauzele apariției Pământului și a vieții pe acesta, ei apără ideea creării lumii fără a oferi argumente serioase. Teoria lui Darwin este într-adevăr imperfectă, dar tocmai aceasta, împreună cu genetica modernă, face posibilă explicarea mai mult sau mai puțin rezonabilă a cauzelor apariției diversității lumii organice și a adaptabilității organismelor la mediu.

1.23. Vedere, criteriile și structura acesteia. populatia

O specie este o colecție de indivizi care ocupă un anumit teritoriu, având o origine comună, similaritate ereditară a caracteristicilor morfologice, fiziologice și chimice, care se încrucișează liber și produc descendenți fertili.

În multe cazuri, trebuie să decideți dacă l și două organisme (sau două grupuri de organisme) aparțin aceleiași specii sau unor specii diferite. Această concluzie poate fi trasă pe baza criteriilor de tip.

Vizualizare criterii:

• morfologic - indivizii aparținând aceleiași specii sunt asemănători între ei în structura lor externă;
• fiziologic - indivizii aparținând aceleiași specii sunt asemănători între ei în multe caracteristici ale vieții;
• biochimic - indivizii aparținând aceleiași specii conțin proteine ​​similare;
• genetic - indivizii aparținând aceleiași specii au același cariotip;
• ecologic - indivizii aceleiași specii duc un stil de viață similar în condiții de mediu apropiate;
• geografic - specia este distribuită într-o anumită zonă (zonă).

Criteriul de încrucișare- indivizii aparținând aceleiași specii se încrucișează între ei în natură și produc descendenți fertili.

Cel mai important criteriu pentru a determina dacă indivizii aparțin unor specii diferite este criteriul de încrucișare. Cu toate acestea, niciun criteriu nu poate fi exhaustiv. Numai pe baza unui set de trăsături criteriale este posibil să se facă distincția între specii strâns înrudite.

populatia- un stabil, care conviețuiește un număr de generații, un ansamblu de indivizi din aceeași specie. O populație este o unitate evolutivă elementară. Populația minimă este de doi indivizi heterosexuali. Indivizii care fac parte din aceeași populație pot să se nască și să moară, în timp ce populația va continua să existe.

Încrucișarea între indivizi din aceeași populație are loc mult mai des decât între indivizi din populații diferite. Acest lucru asigură schimbul genetic gratuit între membrii populației.

Sub influența factorilor externi, compoziția genetică a populației se modifică. O schimbare pe termen lung și direcționată a fondului genetic al unei populații se numește fenomen evolutiv elementar.

Factorii care determină procesul evolutiv în populații se numesc factori evolutivi elementari.

Acești factori includ:

• Mutațiile sunt cauza eterogenității genetice în populații. Ele furnizează material evolutiv. Totalitatea mutațiilor recesive ale genotipurilor indivizilor unei populații formează o rezervă de variabilitate ereditară (S.S. Chetverikov), care, atunci când condițiile de existență se modifică, dimensiunea populației se modifică, se poate manifesta fenotipic și se poate încadra sub influența selecției naturale. ;
• valuri de populație - fluctuații periodice ale numărului de indivizi dintr-o populație care rezultă dintr-o schimbare bruscă a acțiunii oricăruia dintre factorii de mediu (de exemplu, lipsa hranei, dezastrele naturale etc.). După încetarea acestor factori, populația crește din nou. Indivizii supraviețuitori pot fi valoroși din punct de vedere genetic. Modificările frecvenţelor anumitor gene pot duce la modificări ale populaţiei;
• izolare - poate fi spațială (geografică) și biologică (de mediu, fiziologică, reproductivă);
• selecția naturală – factor care determină posibilitatea de supraviețuire și reproducere a indivizilor și, în consecință, conservarea și evoluția speciei. Selecția acționează asupra fenotipurilor individuale, selectând astfel anumite genotipuri.

Evoluția este un proces ireversibil de dezvoltare a oricărui sistem, în urma căruia apar noi structuri și noi funcții. În biologie, termenul „evoluție” (din lat. evoluţie- dezvoltare, desfășurare) a fost folosit pentru prima dată de naturalistul elvețian Charles Bonnet în 1762 într-una dintre lucrările embriologice.

Conform conceptelor moderne, evoluția biologică este o dezvoltare istorică ireversibilă și, într-o anumită măsură, direcționată a faunei sălbatice, însoțită de modificarea compoziției genetice a populațiilor, formarea adaptărilor, formarea și dispariția speciilor, transformările biogeocenozelor și biosferei ca întreg.

Astfel, însuși conceptul de „evoluție” include cel puțin două puncte: adaptiogeneza și formarea taxonilor.

Există numeroase dovezi ale evoluției lumii organice a Pământului, care în același timp sunt metode de studiere a evoluției. Dovezile clasice pentru evoluție sunt paleontologice, anatomice comparative și embriologice comparative.

1. paleontologic . Organismele preexistente lasă în urmă diverse forme de fosile: fosile, amprente, schelete, urme de activitate. Din aceste reziduuri, este posibil să se urmărească schimbarea grupurilor de organisme în timp. Reconstruit serie filogenetică cal, proboscide, unele moluște. Au fost găsite multe forme de tranziție între grupurile moderne de organisme. Cu toate acestea, din cauza incompletității înregistrării paleontologice, nu este întotdeauna posibilă reconstituirea cursului evoluției.

2. Morfologic comparativ . Sistemele de organe ale organismelor moderne formează o serie de modificări succesive. De exemplu, pe organismele moderne, este posibil să se urmărească soarta oaselor individuale ale craniului cerebral și visceral. Dovezile biochimice comparative sunt aproape de dovezile morfologice comparative. De exemplu, în organismele moderne, pot fi urmărite modificări ale structurii hemoglobinei. Cu toate acestea, există lacune în aceste serii, deoarece nu toate formele de tranziție au supraviețuit până în epoca noastră.

3. Embriologic comparativ . În cursul dezvoltării embrionare, embrionii prezintă adesea asemănări cu embrionii de forme ancestrale. De exemplu, la toate vertebratele, branhiile interne (sau rudimentele lor - buzunare branhiale) apar în stadiile incipiente de dezvoltare.

Bazat legea asemănării liniei germinale a fost formulat Legea biogenetică Müller-Haeckel care, pe scurt, spune: Ontogenia (dezvoltarea individuală) este o repetare rapidă și scurtă a filogenezei (dezvoltare istorică)". Cu toate acestea, în aceste serii de dezvoltare embrionară, asemănarea dintre embrioni este doar cea mai generală, nu se manifestă toate semnele. De exemplu, embrionii de amnioți (reptile, păsări și mamifere) nu dezvoltă branhii externe caracteristice larvelor de anamnie (pești și amfibieni), iar dezvoltarea fantelor branhiale se oprește în stadiul pungilor branhiale. Prin urmare, legea biogenetică în interpretarea lui Müller-Haeckel este limitată.

În cursul evoluției, se observă transformări evolutive ale proceselor de ontogeneză asociate cu adaptările organismelor adulte (mature sexual). În cursul unor astfel de transformări pot apărea noi organe, dar se pot pierde și organe vechi (complet sau se transformă în rudimente). În acest caz, se pot modifica următoarele: masa inițială a rudimentului de organ, locul și momentul depunerii organului. Aceste transformări pot apărea în diferite stadii ale ontogenezei: cel mai devreme (depunerea notocordului, tubul neural), mijloc (depunerea solzilor la pești, a penelor la păsări, modificarea lăstarilor de plante) și târziu (reducerea cozii la mormoloci, formarea de o inimă cu patru camere la păsări și mamifere). , schimbând forma frunzelor). Cu modificări ale organelor în etapele ulterioare ale ontogenezei, legea filogenetică poate acționa.

În prezent, pentru a studia dezvoltarea evolutivă a unui anumit grup de organisme, se utilizează o întreagă gamă de metode: biogeografice, ecologice, genetice, biologice moleculare, imunologice, biochimice, precum și metode de paleoecologie, fiziologie și etologie comparată; metodele de simulare pe calculator sunt utilizate pe scară largă.

Dezvoltarea evolutivă a lumii organice este evidențiată de multe fapte acumulate de diverse științe ale naturii, în primul rând paleontologie, morfologie și anatomie, citologie, embriologie, biogeografie etc.

Să ne uităm la câteva dintre aceste dovezi.

dovezi citologice

Citologia este știința structurii și funcțiilor celulei. Ea a dat dovada unei singure structuri celulare a tuturor organismelor de pe pământ - de la plante și animale unicelulare la organisme multicelulare. Aceasta mărturisește originea comună a lumii organice.

Dovezi morfologice

Morfologia și anatomia sunt două științe strâns legate care studiază structura externă și internă a organismelor (plante și animale). S-a stabilit o anumită similitudine în structura diferitelor grupuri de organisme și au fost identificate forme de tranziție între ele.

Descoperirea rudimentelor și atavismelor a jucat un rol important în înțelegerea proceselor și direcțiilor evoluției.

Atavisme - o revenire la semne sau apariția unor organe care au existat la strămoșii îndepărtați, dar s-au pierdut complet în procesul de evoluție. De exemplu, aspectul unei cozi, mai multe mameloane pe piept și abdomen sau o linie groasă a părului la om. Cazurile de apariție a atavismelor indică faptul că genele care codifică formarea lor nu au dispărut din genom, ci sunt într-o stare blocată în el. Dacă acest bloc nu funcționează dintr-un motiv oarecare, atunci apar atavisme.

Rudimentele sunt numite organe pe care le au organismele, dar și-au pierdut de mult sensul inițial și, prin urmare, sunt într-o stare subdezvoltată. Aceste organe erau în stare activă la strămoși, dar din cauza schimbărilor în condițiile de viață, ele au încetat să mai fie necesare la descendenți. Ele sunt depuse în stadiul de embriogeneză, dar nu primesc o dezvoltare completă în formele adulte de plante și animale. Exemple sunt mușchii urechii, procesul cecului (apendice) și „a treia pleoapă” la om (în total, oamenii au mai mult de 90 de organe vestigiale). Rudimentele sunt oase nedezvoltate ale membrelor posterioare la cetacee, ochii din animalele de peșteră și vizuini (șobolani alunițe, alunițe etc.), etc. Spre deosebire de atavisme, organele rudimentare sunt întotdeauna prezente în organisme.

Studiul formelor de viață (sau biomorfe) ale plantelor și animalelor a dovedit în mod convingător posibilitatea trecerii de la una dintre ele la alta. De exemplu, la speciile de plante înrudite, formele de arbori pot fi înlocuite cu arbusti sau târâtoare, în funcție de condițiile de habitat.

dovezi paleontologice

Paleontologia este o știință care studiază resturile fosile ale diferitelor grupuri de organisme sau amprentele acestora, urmele etc., precum și paleocenoze întregi ale teritoriilor. Studiul acestor rămășițe a relevat faptele unei schimbări necondiționate a florei și faunei în timp - în diferite straturi geologice, care diferă în timpul formării, există forme inegale de organisme dispărute. Se arată că peisajele naturale ale unor regiuni întregi s-au schimbat foarte mult de-a lungul timpului: mările au înaintat pe uscat și s-au retras pe teritorii vaste, câmpiile au făcut loc munților, pădurile stepelor sau invers etc. Oamenii de știință au reușit, de asemenea, să găsească un număr mare. a formelor de tranziție între organismele vii și cele fosile (de exemplu, Archaeopteryx, care combină semne de păsări și reptile; șopârle cu dinți de animale, având semne de mamifere; un grup de ferigi de semințe care au dat naștere gimnospermelor etc.).

Paleontologii au reușit să stabilească o serie de serii filogenetice ale unor animale (de exemplu, evoluția unui cal de la un eohippus de dimensiuni mici cu patru degete din față și trei degete din spate la un cal modern cu membre cu un singur deget). trasat).

Dovezi embriologice

Embriologia este știința dezvoltării germinale (sau embrionare) a organismelor. S-a stabilit că toate organismele pluricelulare capabile de reproducere sexuală se dezvoltă dintr-un singur ou fecundat (ov). Totodată, K. Baer în 1825-1828. o mare asemănare s-a găsit în dezvoltarea embrionilor (embrionilor) la animalele aparținând aceluiași tip, descrisă de el drept legea asemănării germinale. Studiile ulterioare au confirmat validitatea observațiilor lui K. Baer. Asemănarea în dezvoltarea embrionilor la animale din diferite grupuri sistematice mărturisește cu siguranță caracterul comun al originii lor. În același timp, apar mai întâi semnele strămoșilor mai vechi (în cordate, acestea sunt începuturile unui notocord, prezența fantelor branhiale) și apoi trăsăturile progenitorilor de mai târziu. Pe măsură ce embrionul se dezvoltă, dobândește trăsături structurale din ce în ce mai vizibile caracteristice clasei, ordinii, genului și, în final, speciei căreia îi aparține. O astfel de divergență a semnelor embrionilor pe măsură ce se dezvoltă se numește divergență embrionară.

Rezumând aceste date, oamenii de știință germani F. Müller și E. Haeckel (1864-1866) au formulat legea biogenetică: dezvoltarea individuală (ontogeneza) oricărui organism este o repetare scurtă și concisă a căii de dezvoltare istorică (filogeneza) a specie căreia îi aparţine acest organism .

Întoarcerea la semnele strămoșilor a fost numită recapitulare în teoria evoluției. Această lege a fost dezvoltată și perfecționată de un om de știință rus (sovietic) proeminent, academicianul A.N. Severtsov, care a arătat că în dezvoltarea individuală, formele de dezvoltare nu ale strămoșilor adulți se repetă, ci doar etapele lor embrionare. Prin urmare, în general, relația dintre ontogenie și filogenie este mult mai complexă decât a fost postulată de F. Müller și E. Haeckel. Filogenia ar trebui considerată ca o serie istorică de ontogene selectate în procesul de selecție naturală.

Legea biogenetică se aplică nu numai cordatelor, ci și altor grupuri de animale și plante. De exemplu, la multe insecte, stadiile larvare sunt asemănătoare viermilor (omizi de fluturi, larve de muște etc.), ceea ce indică posibila apropiere a strămoșilor acestor animale. Într-un număr de briofite (de exemplu, inul cuc), sporul în timpul germinării formează o formațiune filamentoasă - un protonem, similar cu algele filamentoase. În general, legea biogenetică a jucat un rol uriaș în clarificarea relațiilor filogenetice dintre diferitele grupuri de organisme.

Dovezi pentru biogeografie

Biogeografia este știința modelelor de distribuție a plantelor, animalelor, ciupercilor, bacteriilor de pe planeta noastră. Studiază modalitățile și consecințele distribuției în natură și migrațiilor organismelor asupra formării florelor și faunelor moderne din regiuni. În modurile de stabilire pot apărea diverse obstacole sau noi conexiuni între regiuni (insule, continente etc.). Acest lucru se reflectă în asemănarea sau diferența dintre flore și faune între ele. De exemplu, separarea timpurie a Australiei, Oceaniei și Americii de Sud a dus la formarea unor forme unice de floră și faună în aceste regiuni (conservarea multor forme de mamifere marsupiale și ouătoare, plante relicte care au dispărut pe alte continente). Dimpotrivă, legătura de lungă durată dintre America de Nord și Eurasia a dus la un grad ridicat de similitudine între lumea lor vie.

Dovezi din Genetică și Biologie Moleculară

Genetica și biologia moleculară sunt științe ale bazelor moleculare ale eredității și modelele de manifestare a acestora în populațiile de organisme. Aceste științe fac posibilă clarificarea proximității sau îndepărtarea filogenetică a diferitelor grupuri de plante și animale și, astfel, completează datele obținute de alte științe. Informațiile care confirmă ideile moderne despre evoluția lumii vii sunt disponibile și în multe alte științe biologice - selecția plantelor, animalelor, microorganismelor, fiziologia și biochimia comparativă a diferitelor grupuri de organisme, taxonomia etc.