Ερώτηση 1. Να αποδείξετε την ύπαρξη εξέλιξης από την άποψη της εμβρυολογίας.
Εμβρυολογικά στοιχεία. Σε όλα τα σπονδυλωτά, υπάρχει σημαντική ομοιότητα των εμβρύων στα αρχικά στάδια ανάπτυξης: σχήμα σώματος, βασικά βράγχια, ουρά, ένας κύκλος κυκλοφορίας του αίματος κ.λπ. ( νόμος της βλαστικής ομοιότητας K. Baera). Ωστόσο, καθώς προχωρά η ανάπτυξη, οι ομοιότητες μεταξύ των εμβρύων διαφόρων συστηματικών ομάδων διαγράφονται σταδιακά και αρχίζουν να κυριαρχούν χαρακτηριστικά χαρακτηριστικά των τάξεων, των οικογενειών, των γενών και, τέλος, των ειδών τους. Ο βιογενετικός νόμος Haeckel-Müller δηλώνει: η οντογένεση είναι μια σύντομη και γρήγορη επανάληψη της φυλογένεσης, δηλαδή, το έμβρυο στην ατομική ανάπτυξη επαναλαμβάνει την ιστορία της ανάπτυξης του είδους του.
Έτσι, όλα τα συγχορδία κατάγονταν από κοινούς προγόνους.

Ερώτηση 2: Εξηγήστε τα παλαιοντολογικά στοιχεία για την εξελικτική διαδικασία.
Παλαιοντολογικά στοιχεία. Τέτοια στοιχεία περιλαμβάνουν τα ευρεθέντα υπολείμματα εξαφανισμένων μεταβατικών μορφών, που καθιστούν δυνατή την ανίχνευση της διαδρομής από τη μια ομάδα ζωντανών όντων στην άλλη. Για παράδειγμα, η ανακάλυψη προγόνων του σύγχρονου αλόγου με τρία δάχτυλα και πέντε δάχτυλα, που έχουν ένα δάχτυλο, αποδεικνύει ότι οι πρόγονοι του αλόγου είχαν πέντε δάχτυλα σε κάθε άκρο. Η ανακάλυψη απολιθωμάτων του Archeopteryx μας επέτρεψε να συμπεράνουμε ότι υπήρχαν μεταβατικές μορφές μεταξύ ερπετών και πτηνών. Η εύρεση των υπολειμμάτων εξαφανισμένων ανθοφόρων φτερών καθιστά δυνατή την επίλυση του ζητήματος της εξέλιξης των σύγχρονων αγγειόσπερμων κ.λπ. Με βάση τα παλαιοαντολογικά ευρήματα κατασκευάστηκαν φυλογενετικές σειρές, δηλαδή σειρές ειδών που αντικαθιστούν διαδοχικά το ένα το άλλο στη διαδικασία της εξέλιξης.

Ερώτηση 3. Ποια όργανα ονομάζονται ομόλογα και ποια ανάλογα;
Ομόλογα όργανασχηματίζονται κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη από τα ίδια βασικά στοιχεία και εκτελούν παρόμοιες λειτουργίες. Παράδειγμα ομόλογων οργάνων είναι τα άκρα όλων των χερσαίων σπονδυλωτών.
Παρόμοια όργανα έχουν διαφορετική προέλευση και δομές, αλλά χαρακτηρίζονται από εξωτερική ομοιότητα και εκτελούν τις ίδιες λειτουργίες. Παραδείγματα περιλαμβάνουν τα άκρα ενός σκύλου και τα μέλη ενός μυρμηγκιού, το φτερό μιας πεταλούδας και το φτερό μιας νυχτερίδας.

Ερώτηση 4. Δώστε παραδείγματα ομοιοτήτων στη δομή των οργάνων σε άσχετες ομάδες ζώων που ζουν στις ίδιες συνθήκες.
Ένα παράδειγμα είναι η ανάπτυξη φτερών σε οργανισμούς που έχουν κατακτήσει έναν εναέριο βιότοπο. Τα φτερά των πεταλούδων και των λιβελλούλων δεν σχετίζονται με τα φτερά των πτηνών και των νυχτερίδων, αν και εκτελούν τις ίδιες λειτουργίες. Άλλα παραδείγματα: τα ουραία πτερύγια των καρχαριών, των δελφινιών και των ιχθυόσαυρων. «πυροβολούν» γλώσσες βατράχων και χαμαιλεόντων. μάτι χταποδιού και ανθρώπινο μάτι.
Ερώτηση 5. Ποιος είναι ο λόγος για την εμφάνιση στοιχειωδών και αταβισμών; Γιατί χρησιμεύουν ως απόδειξη της διαδικασίας της εξέλιξης;
Βασικά στοιχεία- αυτά είναι όργανα που έχουν χάσει τη σημασία τους στη διαδικασία της εξέλιξης. Αποτίθενται κατά την εμβρυογένεση, αλλά δεν αναπτύσσονται πλήρως. Ο λόγος για την παρουσία των βασικών στοιχείων είναι ότι οι προγονικές μορφές είχαν ανάγκη για τα αντίστοιχα όργανα, αλλά στη συνέχεια αυτό εξαφανίστηκε και τα όργανα υπέστησαν εκφυλισμό. Η παρουσία βασικών στοιχείων είναι απόδειξη της διαδικασίας εξέλιξης, καθώς οι αλλαγές στη δομή των οργάνων όταν αλλάζουν οι περιβαλλοντικές συνθήκες. Παραδείγματα βασικών στοιχείων είναι το τρίτο βλέφαρο και οι μύες του αυτιού του ανθρώπου, τα υπολείμματα της πυελικής ζώνης στα φίδια και τα κητώδη και τα «μάτια» των σπηλαίων και των υπόγειων ζώων.
Αταβισμοί -Πρόκειται για χαρακτηριστικά που εμφανίζονται σε μεμονωμένα άτομα, χαρακτηριστικά των προγονικών μορφών, αλλά χαμένα στη διαδικασία της εξέλιξης. Η αιτία των αταβισμών είναι η ενεργοποίηση των συνήθως μπλοκαρισμένων γονιδίων που είναι υπεύθυνα για την ανάπτυξη τέτοιων χαρακτηριστικών. Κανονικά, αυτά τα γονίδια, που κληρονόμησε το σώμα από τους προγόνους του, δεν εμφανίζονται. Για παράδειγμα, ένα σύγχρονο άλογο μπορεί να αναπτύξει ένα άκρο με τρία δάκτυλα αντί για ένα μονόποδα. Οι αταβισμοί εμφανίζονται επίσης στους ανθρώπους, για παράδειγμα, ένα επιπλέον ζεύγος μαστικών αδένων, μια ουρά και τρίχες προσώπου.

Είναι αδύνατο να αποδειχθούν οι σύγχρονες ιδέες για την εξέλιξη της ζωής με άμεσες μεθόδους. Το πείραμα θα διαρκέσει εκατομμύρια χρόνια (η πολιτισμένη κοινωνία δεν ξεπερνά τα 10 χιλιάδες χρόνια) και πιθανότατα δεν θα εφευρεθεί ποτέ μια χρονομηχανή. Πώς αποκτάται η αλήθεια σε αυτόν τον τομέα της γνώσης; Πώς να προσεγγίσετε το φλέγον ερώτημα «Ποιος προήλθε από ποιον»;

Η σύγχρονη βιολογία έχει ήδη συγκεντρώσει πολλά έμμεσα στοιχεία και εκτιμήσεις υπέρ της εξέλιξης. Οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν κοινά χαρακτηριστικά - οι βιοχημικές διεργασίες προχωρούν με παρόμοιο τρόπο, υπάρχουν ομοιότητες στην εξωτερική και εσωτερική δομή και στην ατομική ανάπτυξη. Εάν τα έμβρυα μιας χελώνας και ενός αρουραίου είναι δυσδιάκριτα στα αρχικά στάδια ανάπτυξης, τότε αυτή η ύποπτη ομοιότητα αποτελεί ένδειξη ενός μόνο προγόνου από τον οποίο προήλθαν αυτά τα ζώα για εκατομμύρια χρόνια; Πρόκειται για τους προγόνους των σύγχρονων ειδών που θα πει η παλαιοντολογία, η επιστήμη των απολιθωμάτων των έμβιων όντων. Ενδιαφέροντα γεγονότα που δίνουν τροφή για σκέψη παρέχονται από τη βιογεωγραφία - την επιστήμη της κατανομής των ζώων και των φυτών.

ΑΠΟΔΕΙΞΕΙΣ ΕΞΕΛΙΞΗΣ
Μορφολογικός
Εμβρυολογική
Παλαιοντολογικός
Βιοχημική
Βιογεωγραφική

1. Βιοχημικά στοιχεία της εξέλιξης.

1. Όλοι οι οργανισμοί, είτε είναι ιοί, βακτήρια, φυτά, ζώα ή μύκητες, έχουν μια εκπληκτικά παρόμοια στοιχειώδη χημική σύνθεση.

2. Για όλα αυτά, οι πρωτεΐνες και τα νουκλεϊκά οξέα παίζουν ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο στα φαινόμενα της ζωής, τα οποία χτίζονται πάντα σύμφωνα με μια ενιαία αρχή και από παρόμοια συστατικά. Ένας υψηλός βαθμός ομοιότητας εντοπίζεται όχι μόνο στη δομή των βιολογικών μορίων, αλλά και στον τρόπο λειτουργίας τους. Οι αρχές της γενετικής κωδικοποίησης, της βιοσύνθεσης πρωτεϊνών και νουκλεϊκών οξέων είναι ίδιες για όλα τα ζωντανά όντα.

3. Η συντριπτική πλειοψηφία των οργανισμών χρησιμοποιεί το ATP ως μόρια αποθήκευσης ενέργειας, οι μηχανισμοί διάσπασης των σακχάρων και ο κύριος ενεργειακός κύκλος του κυττάρου είναι επίσης οι ίδιοι.

4.Οι περισσότεροι οργανισμοί έχουν κυτταρική δομή.

2.Εμβρυολογικά στοιχεία εξέλιξης.

Εγχώριοι και ξένοι επιστήμονες ανακάλυψαν και μελέτησαν σε βάθος τις ομοιότητες στα αρχικά στάδια της εμβρυϊκής ανάπτυξης των ζώων. Όλα τα πολυκύτταρα ζώα περνούν από τα στάδια blastula και gastrula κατά τη διάρκεια της ατομικής ανάπτυξης. Η ομοιότητα των εμβρυϊκών σταδίων σε μεμονωμένους τύπους ή κατηγορίες είναι ιδιαίτερα σαφής. Για παράδειγμα, σε όλα τα χερσαία σπονδυλωτά, καθώς και στα ψάρια, εντοπίζεται ο σχηματισμός βραγχιακών τόξων, αν και αυτοί οι σχηματισμοί δεν έχουν λειτουργική σημασία σε ενήλικους οργανισμούς. Αυτή η ομοιότητα των εμβρυϊκών σταδίων εξηγείται από την ενότητα προέλευσης όλων των ζωντανών οργανισμών.

3. Μορφολογικά στοιχεία εξέλιξης.

Ιδιαίτερη αξία για την απόδειξη της ενότητας της προέλευσης του οργανικού κόσμου έχουν μορφές που συνδυάζουν τα χαρακτηριστικά πολλών μεγάλων συστηματικών ενοτήτων. Η ύπαρξη τέτοιων ενδιάμεσων μορφών δείχνει ότι σε προηγούμενες γεωλογικές εποχές ζούσαν οργανισμοί που ήταν πρόγονοι πολλών συστηματικών ομάδων. Ένα ξεκάθαρο παράδειγμα αυτού είναι ο μονοκύτταρος οργανισμός Euglena verida. Έχει ταυτόχρονα χαρακτηριστικά χαρακτηριστικά φυτών και πρωτόζωων.

Η δομή των πρόσθιων άκρων ορισμένων σπονδυλωτών, παρά την εκτέλεση τελείως διαφορετικών λειτουργιών από αυτά τα όργανα, είναι θεμελιωδώς παρόμοια στη δομή. Μερικά οστά στον σκελετό των άκρων μπορεί να απουσιάζουν, άλλα μπορεί να είναι συντηγμένα, τα σχετικά μεγέθη των οστών μπορεί να ποικίλλουν, αλλά η ομολογία τους είναι αρκετά εμφανής. ΟμόλογοςΑυτά είναι όργανα που αναπτύσσονται από τα ίδια εμβρυϊκά βασικά στοιχεία με παρόμοιο τρόπο.

Ορισμένα όργανα ή μέρη τους δεν λειτουργούν σε ενήλικα ζώα και είναι περιττά γι' αυτά - αυτά είναι τα λεγόμενα υπολειμματικά όργαναή βασικά στοιχεία. Η παρουσία βασικών στοιχείων, καθώς και ομόλογων οργάνων, είναι επίσης απόδειξη κοινής προέλευσης.

4. Παλαιοντολογικά στοιχεία της εξέλιξης.

Η παλαιοντολογία επισημαίνει τις αιτίες των εξελικτικών μετασχηματισμών. Η εξέλιξη των αλόγων είναι ενδιαφέρουσα από αυτή την άποψη. Η κλιματική αλλαγή στη Γη έχει προκαλέσει αλλαγές στα άκρα του αλόγου. Παράλληλα με την αλλαγή στα άκρα, έλαβε χώρα μια μεταμόρφωση ολόκληρου του οργανισμού: αύξηση του μεγέθους του σώματος, αλλαγές στο σχήμα του κρανίου και επιπλοκή της δομής των δοντιών, εμφάνιση ενός πεπτικού συστήματος χαρακτηριστικού των φυτοφάγων θηλαστικών , και πολλά άλλα.

Ως αποτέλεσμα των αλλαγών στις εξωτερικές συνθήκες υπό την επίδραση της φυσικής επιλογής, συνέβη μια σταδιακή μετατροπή μικρών παμφάγων με πέντε δάχτυλα σε μεγάλα φυτοφάγα. Το πλουσιότερο παλαιοντολογικό υλικό είναι ένα από τα πιο πειστικά στοιχεία της εξελικτικής διαδικασίας που βρίσκεται σε εξέλιξη στον πλανήτη μας για περισσότερα από 3 δισεκατομμύρια χρόνια.

5. Βιογεωγραφικά στοιχεία για την εξέλιξη.

Μια σαφής ένδειξη των εξελικτικών αλλαγών που έχουν συμβεί και βρίσκονται σε εξέλιξη είναι η κατανομή των ζώων και των φυτών σε όλη την επιφάνεια του πλανήτη μας. Η σύγκριση του ζωικού και φυτικού κόσμου των διαφορετικών ζωνών παρέχει πλούσιο επιστημονικό υλικό για να αποδείξει την εξελικτική διαδικασία. Η πανίδα και η χλωρίδα των περιοχών της Παλαιοαρκτικής και της Νεοαρκτικής έχουν πολλά κοινά. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι στο κενό μεταξύ των ονομαζόμενων περιοχών υπήρχε μια χερσαία γέφυρα - ο Ισθμός του Βερίγγειου. Άλλοι τομείς έχουν λίγα κοινά.

Έτσι, η κατανομή των ζωικών και φυτικών ειδών στην επιφάνεια του πλανήτη και η ομαδοποίησή τους σε βιογραφικές ζώνες αντανακλά τη διαδικασία της ιστορικής εξέλιξης της Γης και την εξέλιξη των έμβιων όντων.

Πανίδα και χλωρίδα του νησιού.

Για την κατανόηση της εξελικτικής διαδικασίας, η χλωρίδα και η πανίδα των νησιών παρουσιάζουν ενδιαφέρον. Η σύνθεση της χλωρίδας και της πανίδας τους εξαρτάται εξ ολοκλήρου από την ιστορία της προέλευσης των νησιών. Ένας τεράστιος αριθμός διαφορετικών βιογραφικών γεγονότων δείχνει ότι τα χαρακτηριστικά της κατανομής των έμβιων όντων στον πλανήτη συνδέονται στενά με τη μεταμόρφωση του φλοιού της γης και με τις εξελικτικές αλλαγές των ειδών.

] [ Λευκορωσική γλώσσα ] [ Ρωσική λογοτεχνία ] [ Λευκορωσική λογοτεχνία ] [ Ουκρανική λογοτεχνία ] [ Βασικές αρχές της υγείας ] [ Ξένη λογοτεχνία ] [ Φυσική ιστορία ] [ Άνθρωπος, Κοινωνία, Πολιτεία ] [ Άλλα σχολικά βιβλία ]

§ 17. Στοιχεία εξέλιξης

Για να τεκμηριώσει τη θεωρία της εξέλιξης, ο Κάρολος Δαρβίνος χρησιμοποίησε ευρέως πολυάριθμα στοιχεία από τα πεδία της παλαιοντολογίας, της βιογεωγραφίας και της μορφολογίας. Στη συνέχεια, ελήφθησαν στοιχεία που αναδημιουργούσαν την ιστορία της ανάπτυξης του οργανικού κόσμου και χρησίμευσαν ως νέα απόδειξη της ενότητας της προέλευσης των ζωντανών οργανισμών και της μεταβλητότητας των ειδών στη φύση.

Παλαιοντολογικά ευρήματα- ίσως η πιο πειστική απόδειξη της εξελικτικής διαδικασίας. Αυτά περιλαμβάνουν απολιθώματα, αποτυπώματα, απολιθώματα, απολιθώματα μεταβατικές μορφές, φυλογενετικές σειρές, ακολουθία απολιθωμάτων. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε μερικά από αυτά.

1. Απολιθώματα μεταβατικές μορφές- μορφές οργανισμών που συνδυάζουν τα χαρακτηριστικά των ηλικιωμένων και των νεότερων ομάδων.

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον μεταξύ των φυτών έχουν ψιλόφυτα.Προέρχονταν από τα φύκια, ήταν τα πρώτα από τα φυτά που έκαναν τη μετάβαση στη γη και προκάλεσαν ανώτερα φυτά σπορίων και σπόρων. Σπόροι φτέρες- μια μεταβατική μορφή μεταξύ φτέρων και γυμνόσπερμων και κυκλώνων - μεταξύ γυμνόσπερμων και αγγειόσπερμων.

Μεταξύ των απολιθωμάτων σπονδυλωτών, μπορεί κανείς να διακρίνει μορφές που είναι μεταβατικές μεταξύ όλων των τάξεων αυτού του υποτύπου. Για παράδειγμα, η παλαιότερη ομάδα ψάρι με πτερύγια λοβούπροκάλεσε τα πρώτα αμφίβια - στεγοκέφαλος(Εικ. 3.15, 3.16). Αυτό κατέστη δυνατό λόγω της χαρακτηριστικής δομής του σκελετού των ζευγαρωμένων πτερυγίων ψαριών με πτερύγια λοβού, τα οποία είχαν τις ανατομικές προϋποθέσεις για τη μετατροπή τους στα πενταδάχτυλα άκρα των πρωτογενών αμφιβίων. Είναι γνωστές μορφές που σχηματίζουν τη μετάβαση μεταξύ ερπετών και θηλαστικών. Αυτά περιλαμβάνουν θηρία σαύρες(ξένο νόσημα) (Εικ. 3.17). Και ο συνδετικός κρίκος μεταξύ ερπετών και πτηνών ήταν ανά πουλί(Αρχαιοπτέρυξ) (Εικ. 3.18).

Η παρουσία μεταβατικών μορφών αποδεικνύει την ύπαρξη φυλογενετικών συνδέσεων μεταξύ σύγχρονων και εξαφανισμένων οργανισμών και βοηθά στην οικοδόμηση ενός φυσικού συστήματος και του γενεαλογικού δέντρου της χλωρίδας και της πανίδας.

2. Παλαιοντολογική σειρά- σειρά απολιθωμένων μορφών που σχετίζονται μεταξύ τους στη διαδικασία της εξέλιξης και αντικατοπτρίζουν την πορεία της φυλογένεσης (από την ελληνική. φυλών- φυλή, φυλή, γένεση- προέλευση). Ένα κλασικό παράδειγμα χρήσης απολιθωμάτων για την αποσαφήνιση της ιστορίας μιας συγκεκριμένης ομάδας ζώων είναι η εξέλιξη του αλόγου. Ο Ρώσος επιστήμονας V.O. Ο Kovalevsky (1842-1883) έδειξε τη σταδιακή εξέλιξη του αλόγου, αποδεικνύοντας ότι οι διαδοχικές μορφές απολιθωμάτων έγιναν όλο και πιο παρόμοιες με τις σύγχρονες (Εικ. 3.20).

Τα σύγχρονα μονόποδα ζώα προέρχονται από μικρούς πεντάδακτους προγόνους που ζούσαν στα δάση πριν από 60-70 εκατομμύρια χρόνια. Η κλιματική αλλαγή έχει οδηγήσει σε αύξηση της έκτασης των στεπών και στην εξάπλωση των αλόγων σε αυτές. Η μετακίνηση σε μεγάλες αποστάσεις για αναζήτηση τροφής και προστασία από τα αρπακτικά συνέβαλε στη μεταμόρφωση των άκρων. Ταυτόχρονα, το μέγεθος του σώματος και των γνάθων αυξήθηκε, η δομή των δοντιών έγινε πιο περίπλοκη κ.λπ.

Μέχρι σήμερα είναι γνωστός ένας επαρκής αριθμός παλαιοντολογικών σειρών (προβοσκίδα, σαρκοφάγα, κητώδη, ρινόκεροι, ορισμένες ομάδες ασπόνδυλων), που αποδεικνύουν την ύπαρξη εξελικτικής διαδικασίας και τη δυνατότητα προέλευσης ενός είδους από ένα άλλο.

Μορφολογικά στοιχεία βασίζονται στην αρχή: η βαθιά εσωτερική ομοιότητα των οργανισμών μπορεί να δείξει τη σχέση των συγκριμένων μορφών, επομένως, όσο μεγαλύτερη είναι η ομοιότητα, τόσο πιο στενή είναι η σχέση τους.

1. Ομολογία οργάνων.Τα όργανα που έχουν παρόμοια δομή και κοινή προέλευση ονομάζονται ομόλογος.Καταλαμβάνουν την ίδια θέση στο σώμα του ζώου, αναπτύσσονται από παρόμοια βασικά στοιχεία και έχουν το ίδιο δομικό σχέδιο. Χαρακτηριστικό παράδειγμα ομολογίας είναι τα μέλη των χερσαίων σπονδυλωτών (Εικ. 3.21). Έτσι, ο σκελετός των ελεύθερων πρόσθιων άκρων τους έχει αναγκαστικά βραχιόνιο οστό, αντιβράχιο, που αποτελείται από την ακτίνα και την ωλένη και ένα χέρι (καρπό, μετακάρπιο και φάλαγγες των δακτύλων). Το ίδιο σχέδιο ομολογίας παρατηρείται κατά τη σύγκριση του σκελετού των οπίσθιων άκρων. Στο άλογο, τα οστά από σχιστόλιθο είναι ομόλογα με τα μετακάρπια οστά του δεύτερου και του τέταρτου δακτύλου άλλων οπληφόρων. Είναι προφανές ότι στο σύγχρονο άλογο αυτά τα δάχτυλα των ποδιών έχουν εξαφανιστεί κατά τη διαδικασία της εξέλιξης.

Έχει αποδειχθεί ότι οι δηλητηριώδεις αδένες των φιδιών είναι ομόλογος των σιελογόνων αδένων άλλων ζώων, το τσίμπημα της μέλισσας είναι ομόλογο του ωοτοκίας και η προβοσκίδα των πεταλούδων είναι ομόλογο του κάτω ζεύγους σιαγόνων άλλων έντομα.

Τα φυτά έχουν επίσης ομόλογα όργανα. Για παράδειγμα, οι έλικες του μπιζελιού, οι αγκάθια του κάκτου και του barberry είναι τροποποιημένα φύλλα.

Η καθιέρωση της ομολογίας των οργάνων μας επιτρέπει να βρούμε τον βαθμό σχέσης μεταξύ των οργανισμών.

2. Αναλογία.Παρόμοια σώματα- πρόκειται για όργανα που είναι εξωτερικά παρόμοια και εκτελούν τις ίδιες λειτουργίες, αλλά έχουν διαφορετική προέλευση. Αυτά τα όργανα υποδεικνύουν μόνο μια παρόμοια κατεύθυνση προσαρμογής των οργανισμών, που καθορίζεται σε

η διαδικασία της εξέλιξης μέσω της δράσης της φυσικής επιλογής. Παρόμοια είναι τα εξωτερικά βράγχια των γυρίνων, τα βράγχια των ψαριών, των πολυχαιτικών αννελίδων και των προνυμφών υδρόβιων εντόμων (όπως οι λιβελλούλες). Οι χαυλιόδοντες του θαλάσσιου ίππου (τροποποιημένοι κυνόδοντες) και οι χαυλιόδοντες ελέφαντα (κατάφυτοι κοπτήρες) είναι τυπικά ανάλογα όργανα, καθώς οι λειτουργίες τους είναι παρόμοιες. Στα φυτά, τα αγκάθια της βαρμπεριάς (τροποποιημένα φύλλα), τα αγκάθια της λευκής ακακίας (τροποποιημένα ραβδάκια) και τα τριαντάφυλλα (αναπτύσσονται από κύτταρα του φλοιού) είναι παρόμοια.

• Βασικά στοιχεία.Υποτυπώδης(από λατ. rudimentum- βασικό, πρωταρχική βάση) είναι όργανα που σχηματίζονται κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη, αλλά αργότερα σταματούν να αναπτύσσονται και παραμένουν σε ενήλικες μορφές σε υπανάπτυκτη κατάσταση. Με άλλα λόγια, τα βασικά είναι όργανα που έχουν χάσει τις λειτουργίες τους. Τα βασικά στοιχεία είναι η πιο πολύτιμη απόδειξη της ιστορικής εξέλιξης του οργανικού κόσμου και της κοινής προέλευσης των ζωντανών μορφών. Για παράδειγμα, οι μυρμηγκοφάγοι έχουν υποτυπώδη δόντια, οι άνθρωποι έχουν μύες των αυτιών, μύες δέρματος, το τρίτο βλέφαρο και τα φίδια έχουν άκρα (Εικ. 3.22).
• Αταβισμοί.Η εμφάνιση σε μεμονωμένους οργανισμούς οποιουδήποτε τύπου χαρακτηριστικών που υπήρχαν σε μακρινούς προγόνους, αλλά χάθηκαν κατά την εξέλιξη, ονομάζεται αταβισμός(από λατ. atavus- πρόγονος). Στους ανθρώπους, οι αταβισμοί είναι η ουρά, οι τρίχες σε ολόκληρη την επιφάνεια του σώματος και οι πολλαπλές θηλές (Εικ. 3.23). Ανάμεσα σε χιλιάδες άλογα με ένα δάχτυλο, υπάρχουν δείγματα με άκρα με τρία δάκτυλα. Οι αταβισμοί δεν φέρουν καμία σημαντική λειτουργία για το είδος, αλλά δείχνουν την ιστορική σχέση μεταξύ εξαφανισμένων και υφιστάμενων σχετικών μορφών.

Εμβρυολογική απόδειξη stva. Στο πρώτο μισό του 19ου αι. Ο Ρώσος εμβρυολόγος Κ.Μ. Ο Baer (1792-1876) διατύπωσε τον νόμο της βλαστικής ομοιότητας: όσο πιο πρώιμα στάδια της ατομικής ανάπτυξης μελετώνται, τόσο περισσότερες ομοιότητες βρίσκονται μεταξύ διαφορετικών οργανισμών.

Για παράδειγμα, στα αρχικά στάδια ανάπτυξης, τα έμβρυα σπονδυλωτών δεν διαφέρουν μεταξύ τους. Μόνο στα μεσαία στάδια εμφανίζονται χαρακτηριστικά γνωρίσματα των ψαριών και των αμφιβίων και σε μεταγενέστερα στάδια εμφανίζονται χαρακτηριστικά ανάπτυξης ερπετών, πτηνών και θηλαστικών (Εικ. 3.24). Αυτό το μοτίβο στην ανάπτυξη των εμβρύων δείχνει τη σχέση και την αλληλουχία των αποκλίσεων στην εξέλιξη αυτών των ομάδων ζώων.

Η βαθιά σύνδεση μεταξύ του ατομικού και του ιστορικού εκφράζεται στο βιογενετικό νόμο,ιδρύθηκε το δεύτερο μισό του 19ου αιώνα. Οι Γερμανοί επιστήμονες E. Haeckel (1834-1919) και F. Müller (1821-1897). Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, κάθε άτομο στην ατομική του ανάπτυξη (οντογένεση) επαναλαμβάνει την ιστορία της ανάπτυξης του είδους του, ή η οντογένεση είναι σύντομη

και ταχεία επανάληψη της φυλογένεσης.Για παράδειγμα, σε όλα τα σπονδυλωτά σχηματίζεται μια νωτιαία χορδή κατά την οντογένεση, χαρακτηριστικό που ήταν χαρακτηριστικό των μακρινών προγόνων τους. Οι γυρίνοι των αμφιβίων χωρίς ουρά αναπτύσσουν μια ουρά, η οποία είναι μια επανάληψη των χαρακτηριστικών των ουρών προγόνων τους.

Στη συνέχεια έγιναν τροποποιήσεις και προσθήκες στον βιογενετικό νόμο. Ιδιαίτερη συνεισφορά στην αποσαφήνιση των συνδέσεων μεταξύ οντο- και φυλογένεσης είχε ο Ρώσος επιστήμονας A.N. Σεβερτσόφ (1866-1936).

Είναι σαφές ότι σε τόσο σύντομο χρονικό διάστημα όπως η ατομική ανάπτυξη, όλα τα στάδια της εξέλιξης δεν μπορούν να επαναληφθούν. Επομένως, η επανάληψη των σταδίων της ιστορικής ανάπτυξης ενός είδους στην εμβρυϊκή ανάπτυξη συμβαίνει σε συμπιεσμένη μορφή, με απώλεια πολλών σταδίων. Ταυτόχρονα, τα έμβρυα των οργανισμών ενός είδους είναι παρόμοια όχι με τις ενήλικες μορφές ενός άλλου είδους, αλλά με τα έμβρυά τους. Έτσι, οι σχισμές των βραγχίων σε ένα ανθρώπινο έμβρυο ηλικίας ενός μηνός είναι παρόμοιες με εκείνες ενός εμβρύου ψαριού, αλλά όχι σε ένα ενήλικο ψάρι. Αυτό σημαίνει ότι κατά την οντογένεση, τα θηλαστικά περνούν από στάδια παρόμοια με τα έμβρυα ψαριών και όχι με τα ενήλικα ψάρια.

Πρέπει να σημειωθεί ότι ο Κάρολος Δαρβίνος επέστησε την προσοχή στο φαινόμενο της επανάληψης των δομικών χαρακτηριστικών των προγονικών μορφών στην οντογένεση.

Όλες οι παραπάνω πληροφορίες έχουν μεγάλη σημασία για την απόδειξη της εξέλιξης και για την αποσαφήνιση των σχετικών σχέσεων μεταξύ των οργανισμών.

Βιογεωγραφικά στοιχεία. Βιογεωγραφίαείναι η επιστήμη των προτύπων της σύγχρονης εγκατάστασης ζώων και φυτών στη Γη.

Γνωρίζετε ήδη από το μάθημα της φυσικής γεωγραφίας ότι οι σύγχρονες γεωγραφικές ζώνες διαμορφώθηκαν κατά την ιστορική εξέλιξη της Γης, ως αποτέλεσμα της δράσης κλιματικών και γεωλογικών παραγόντων. Γνωρίζετε επίσης ότι συχνά παρόμοιες φυσικές ζώνες αποδεικνύεται ότι κατοικούνται από διαφορετικούς οργανισμούς και διαφορετικές ζώνες είναι παρόμοιες. Εξηγήσεις για αυτά τα γεγονότα μπορούν να βρεθούν μόνο από την σκοπιά της εξέλιξης. Για παράδειγμα, η πρωτοτυπία της χλωρίδας και της πανίδας της Αυστραλίας εξηγείται από την απομόνωσή της στο μακρινό παρελθόν, και ως εκ τούτου η ανάπτυξη του ζωικού και φυτικού κόσμου συνέβη σε απομόνωση από άλλες ηπείρους. Κατά συνέπεια, η βιογεωγραφία συνεισφέρει πολλά στοιχεία στην εξέλιξη του οργανικού κόσμου.

Επί του παρόντος, μέθοδοι βιοχημείας και μοριακής βιολογίας, γενετικής και ανοσολογίας χρησιμοποιούνται ευρέως για την απόδειξη εξελικτικών διαδικασιών.

Έτσι, μελετώντας τη σύνθεση και την αλληλουχία των νουκλεοτιδίων στα νουκλεϊκά οξέα και των αμινοξέων σε πρωτεΐνες σε διαφορετικές ομάδες οργανισμών και ανιχνεύοντας ομοιότητες, μπορεί κανείς να κρίνει τη σχέση τους.

Η βιοχημεία έχει ερευνητικές μεθόδους που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της «σχέσης αίματος» των οργανισμών. Κατά τη σύγκριση των πρωτεϊνών του αίματος, λαμβάνεται υπόψη η ικανότητα των οργανισμών να παράγουν αντισώματα ως απόκριση στην εισαγωγή ξένων πρωτεϊνών στο αίμα. Αυτά τα αντισώματα μπορούν να απομονωθούν από τον ορό αίματος και να προσδιοριστεί σε ποια αραίωση θα αντιδράσει αυτός ο ορός με τον ορό του συγκριτικού οργανισμού. Αυτή η ανάλυση έδειξε ότι οι πιο κοντινοί συγγενείς των ανθρώπων είναι οι μεγάλοι πίθηκοι και οι πιο απομακρυσμένοι από αυτούς είναι οι λεμούριοι.

Η εξέλιξη του οργανικού κόσμου στη Γη επιβεβαιώνεται από πολλά γεγονότα από όλους τους τομείς της βιολογίας: παλαιοντολογία (φυλογενετικές σειρές, μεταβατικές μορφές), μορφολογία (ομολογία, αναλογία, βασικά στοιχεία, αταβισμοί), εμβρυολογία (νόμος της εμβρυϊκής ομοιότητας, βιογενετικός νόμος), βιογεωγραφία κ.λπ.

1. Τι μελετά η παλαιοντολογία και ποια παλαιοντολογικά στοιχεία εξέλιξης γνωρίζετε; 2. Σε τι διαφέρουν τα ομόλογα όργανα από τα παρόμοια και ποια η σημασία τους για την απόδειξη της εξέλιξης; 3. Ποια από τα αναφερόμενα όργανα είναι ομόλογα και ποια είναι παρόμοια: βράγχια ψαριών, καραβίδες; σέπαλα, πέταλα, στήμονες, ύπερο, φύλλα. αγκάθια φραγκοστάφυλου, μπιζέλια, σταφύλια; 4. Τι υποδηλώνουν τα βασικά στοιχεία και οι αταβισμοί; 5. Ποια είναι η ουσία και η σημασία του νόμου της βλαστικής ομοιότητας; 6. Γιατί τα μαρσιποφόρα βρίσκονται κυρίως στην Αυστραλία; 7. Ποιες μέθοδοι χρησιμοποιούνται σήμερα για να αποδειχθεί η σχέση μεταξύ οργανισμών διαφορετικών ειδών;

Γενική βιολογία: Διδακτικό εγχειρίδιο για την 11η τάξη 11ετούς Γυμνασίου, για βασικά και προχωρημένα επίπεδα. Η Ν.Δ. Lisov, L.V. Kamlyuk, N.A. Lemeza et al. Η Ν.Δ. Lisova.- Mn.: Belarus, 2002.- 279 p.

Περιεχόμενα σχολικού βιβλίου Γενική Βιολογία: Σχολικό βιβλίο για την 11η τάξη:

Κεφάλαιο 1. Είδος - μονάδα ύπαρξης ζωντανών οργανισμών

• § 2. Ο πληθυσμός είναι μια δομική μονάδα ενός είδους. Πληθυσμιακά χαρακτηριστικά

Κεφάλαιο 2. Σχέσεις ειδών, πληθυσμών με το περιβάλλον. Οικοσυστήματα

• § 6. Οικοσύστημα. Συνδέσεις οργανισμών σε ένα οικοσύστημα. Βιογεοκένωση, δομή βιογεωκένωσης
• § 7. Κίνηση ύλης και ενέργειας σε ένα οικοσύστημα. Κυκλώματα και δίκτυα ισχύος
• § 9. Η κυκλοφορία των ουσιών και η ροή της ενέργειας στα οικοσυστήματα. Παραγωγικότητα βιοκενόζων

Κεφάλαιο 3. Διαμόρφωση εξελικτικών απόψεων

• § 13. Προϋποθέσεις για την εμφάνιση της εξελικτικής θεωρίας του Καρόλου Δαρβίνου
• § 14. Γενικά χαρακτηριστικά της εξελικτικής θεωρίας του Καρόλου Δαρβίνου

Κεφάλαιο 4. Σύγχρονες ιδέες για την εξέλιξη

• § 18. Ανάπτυξη της εξελικτικής θεωρίας στη μεταδαρβινική περίοδο. Συνθετική θεωρία της εξέλιξης
• § 19. Ο πληθυσμός είναι στοιχειώδης μονάδα εξέλιξης. Προϋποθέσεις για την εξέλιξη

Κεφάλαιο 5. Προέλευση και ανάπτυξη της ζωής στη Γη

• § 27. Ανάπτυξη ιδεών για την προέλευση της ζωής. Υποθέσεις για την προέλευση της ζωής στη Γη
• § 32. Τα κύρια στάδια της εξέλιξης της χλωρίδας και της πανίδας
• § 33. Η διαφορετικότητα του σύγχρονου οργανικού κόσμου. Αρχές ταξινόμησης

Κεφάλαιο 6. Καταγωγή και εξέλιξη του ανθρώπου

Στο τμήμα της γενικής βιολογίας, έχουν ήδη εξεταστεί οι διαδικασίες σχηματισμού γαμετών και σχηματισμού ζυγώτη, ο πρώτος κατακερματισμός του ζυγώτη και η τοποθέτηση των βλαστικών στοιβάδων. Όλες αυτές οι διαδικασίες, όπως έδειξαν οι εγχώριοι επιστήμονές μας A. O. Kovalevsky και I. I. Mechnikov, προχωρούν με τον ίδιο τρόπο σε όλα τα πολυκύτταρα ζώα. Αυτό το γεγονός είναι αδιαμφισβήτητη απόδειξη της κοινής προέλευσης όλων των πολυκύτταρων ζώων.

Στο επόμενο στάδια της εμβρυϊκής ανάπτυξηςΗ ομοιότητα στον σχηματισμό των κύριων τμημάτων του σώματος του μελλοντικού ζώου και των επιμέρους οργάνων του διατηρείται εντός της ομάδας, η οποία έχει ένα γενικό δομικό σχέδιο στην ενήλικη ζωή. Αυτό είναι ξεκάθαρα ορατό στα σπονδυλωτά (. 111). Τα έμβρυα των εκπροσώπων όλων των τάξεων αυτών των ζώων, που έχουν ήδη οριοθετηθεί σαφώς το κεφάλι, ο κορμός και τα ουραία τμήματα του σώματος, μοιάζουν πολύ μεταξύ τους. Όσο προχωρά η διαδικασία ανάπτυξης του εμβρύου, τόσο λιγότερη ομοιότητα γίνεται. Οι εκπρόσωποι κάθε τάξης έχουν τα δικά τους χαρακτηριστικά που είναι μοναδικά για αυτήν την τάξη. Αλλά αυτή τη στιγμή είναι ακόμα αδύνατο να προσδιοριστεί σε ποια τάξη ή οικογένεια ανήκει το συγκεκριμένο έμβρυο, αφού τα χαρακτηριστικά της τάξης και της οικογένειας θα εμφανιστούν αργότερα. Και μόνο στο τέλος της εμβρυϊκής ανάπτυξης θα διαμορφωθούν τα δομικά χαρακτηριστικά που είναι εγγενή σε ένα συγκεκριμένο είδος ζώου, καθώς και ορισμένα μεμονωμένα χαρακτηριστικά αυτού του συγκεκριμένου οργανισμού. Η ανακάλυψη όλων των μοτίβων που μόλις ονομάστηκαν ανήκει στον ιδρυτή της εμβρυολογίας, K. M. Baer. Αργότερα, τα ίδια μοτίβα ανακαλύφθηκαν και για άλλα είδη ζώων, κάτι που είναι επίσης πολύ σημαντική απόδειξη της κοινής προέλευσης των ζώων. Όλα αυτά τα δεδομένα αποτελούν εμβρυολογικά στοιχεία της εξέλιξης.

Ταυτοχρόνως εμβρυολογικά δεδομέναχρησίμευσαν ως επιστήμονες για να ανασυνθέσουν τη συγκεκριμένη πορεία της προηγούμενης ιστορίας του οργανικού κόσμου. Οι E. Haeckel και F. Muller, ένθερμοι υποστηρικτές και μαχητές της θεωρίας του Δαρβίνου, τις διατύπωσαν με τη μορφή ενός βιογενετικού νόμου: η ατομική ανάπτυξη των οργανισμών είναι μια σύντομη και συμπυκνωμένη επανάληψη της ιστορικής τους εξέλιξης. Αυτό σημαίνει ότι η μελέτη της πορείας της ατομικής (εμβρυϊκής) ανάπτυξης μπορεί να είναι ένα μέσο για τη μελέτη της ιστορικής εξέλιξης.

Ρύζι. 111. Σύγκριση εμβρύων διαφόρων σπονδυλωτών σε διαφορετικά στάδια ανάπτυξης. Α - ψάρι? Β - σαύρα? Β - κουνέλι? G - άτομο? 1, 2, 3 και 4 - διαδοχικά στάδια εμβρυϊκής ανάπτυξης αυτών των ζώων

Η χρήση του βιογενετικού νόμου έπαιξε εξαιρετικά σημαντικό ρόλο στην ανασύνθεση της προηγούμενης ιστορίας εκείνων των ομάδων ζώων για τις οποίες τα παλαιοντολογικά υλικά είναι ιδιαίτερα σπάνια. Για παράδειγμα, ο Haeckel πρότεινε ότι ο κοινός πρόγονος όλων των πολυκύτταρων ζώων θα πρέπει να είναι ένα αρχαίο ζώο παρόμοιο με τη σύγχρονη ύδρα (βλέπε στη ζωολογία), καθώς κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη όλων των πολυκύτταρων ζώων υπάρχει ένα στάδιο γαστρούλας, που θυμίζει τα γενικά δομικά χαρακτηριστικά της ύδρας Τότε η επιστήμη δεν διέθετε ακόμη άμεσα (παλαιοντολογικά) στοιχεία για την αρχαιότητα του τύπου των συνολικών στα οποία ανήκει.

Σήμερα υπάρχουν τρεις κύριες εμβρυολογικά στοιχεία της εξέλιξης: νόμος βλαστικής ομοιότητας, βιογενετικός νόμος, ανάπτυξη όλων των οργανισμών από ένα κύτταρο - ζυγώτη.

Νόμος της βλαστικής ομοιότητας

Διατυπώθηκε τον 19ο αιώνα από τον Ακαδημαϊκό της Ακαδημίας Επιστημών της Αγίας Πετρούπολης Karl Maksimovich Baer. Ο νόμος αναφέρει ότι στα αρχικά στάδια της εμβρυϊκής ανάπτυξης παρατηρούνται ομοιότητες μεταξύ εκπροσώπων διαφορετικών τάξεων εντός του ίδιου τύπου. Σε μεταγενέστερα στάδια, αυτή η ομοιότητα χάνεται λόγω της ανάπτυξης των πιο επιμέρους χαρακτηριστικών της ταξινομικής ομάδας.

Ας εξετάσουμε τον νόμο της βλαστικής ομοιότητας με περισσότερες λεπτομέρειες.

Όταν αναλύονται σε πρώιμα στάδια, τα έμβρυα των ψαριών, του κουνελιού, της σαύρας και του ανθρώπου έχουν μια αξιοσημείωτη εξωτερική ομοιότητα: το σχήμα του σώματος είναι παρόμοιο, υπάρχει ουρά, υπάρχουν βασικά στοιχεία των άκρων και βραγχίων στις πλευρές του φάρυγγα

Όταν αναλύονται νωρίς, τα έμβρυα ψαριών, κουνελιών, σαύρας και ανθρώπων έχουν εξαιρετικά εσωτερική ομοιότητα, η οποία εκδηλώνεται με την ανάπτυξη πρώτα της νωτιαίας χορδής και στη συνέχεια της σπονδυλικής στήλης από χόνδρινους σπονδύλους, την παρουσία κυκλοφορικού συστήματος με μία κυκλοφορία, παρόμοια δομή των νεφρών κ.λπ.

Τα παραπάνω χαρακτηριστικά εξασθενούν καθώς το άτομο αναπτύσσεται αποκαλύπτει όλο και περισσότερα χαρακτηριστικά μικρότερων ταξινομικών κατηγοριών: τάξη, τάξη, γένος, είδος. Στα έμβρυα των ανθρώπων, των κουνελιών και των σαυρών, τα βραγχιακά σακουλάκια είναι κατάφυτα, στον άνθρωπο αναπτύσσεται ο εγκέφαλος, σχηματίζονται άκρα με πέντε δάχτυλα και σε έμβρυα ψαριών - πτερύγια.

Βιογενετικός νόμος του Müller-Haeckel

Ως γνωστόν, οντογένεσηείναι η ατομική ανάπτυξη του οργανισμού, και φυλογένεση- η διαδικασία της ιστορικής ανάπτυξης όλων των ζωντανών όντων στη Γη. Η σύνδεση μεταξύ της οντογένεσης και της φυλογένεσης σημειώθηκε στα έργα του από τον Κάρολο Δαρβίνο. Η ιδέα του αναπτύχθηκε από τους Γερμανούς επιστήμονες F. Müller και E. Haeckel. Αργότερα, διορθώθηκαν τα συμπεράσματά τους ότι κάθε οργανισμός στην ατομική του ανάπτυξη περνά από στάδια φυλογένεσης.

Ποια συμπεράσματα μπορούν να εξαχθούν;

Η οντογένεση δεν είναι τίποτα άλλο από μια γρήγορη επανάληψη της φυλογένεσης.

Επιπλέον, στην οντογένεση, δεν επαναλαμβάνονται τα αναπτυξιακά στάδια των ίδιων των ενήλικων προγόνων, αλλά τα εμβρυϊκά στάδια των προγόνων - και μάλιστα όχι πάντα πλήρως (διευκρίνιση A.N. Severtsov).

Ο βιολόγος A.N. Severtsov στο πρώτο τρίτο του 20ού αιώνα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι υπάρχει αντίστροφη επίδραση της οντογένεσης στη φυλογένεση! Η αναπτυξιακή διαδικασία κάθε οργανισμού συμβάλλει μια μικρή συμβολή στην εξέλιξη όλων των ζωντανών όντων, στη φυλογένεση. Ουσιαστικά Η φυλογένεση αποτελείται από πολλές οντογένειες.

Εάν στα πρώιμα στάδια ο οργανισμός προσαρμοστεί στις περιβαλλοντικές συνθήκες, μπορεί να ωριμάσει χωρίς να περάσει από τα ακόλουθα στάδια, όπως συμβαίνει στα axolotls - τις προνύμφες του αμβύστου της τίγρης. Το φαινόμενο της απώλειας ορισμένων σταδίων ονομάζεται νεοτονία.

Μπορείτε να μάθετε περισσότερα για το θέμα παρακολουθώντας βίντεο και διαδικτυακές διαλέξεις από τον συγγραφέα, καθηγητή βιολογίας Vadim Yaroslavtsev.