1. Ποια γεγονότα μπορεί να υποδηλώνουν σύνδεση μεταξύ εξαφανισμένων και σύγχρονων φυτών και ζώων;

Απάντηση. Σύμφωνα με τη συνθετική θεωρία της εξέλιξης, η εξελικτική διαδικασία που συμβαίνει στη φύση χωρίζεται σε δύο στάδια: τη μικροεξέλιξη και τη μακροεξέλιξη.

Η μακροεξέλιξη περιλαμβάνει διαδικασίες που οδηγούν στην εμφάνιση συστηματικών μονάδων μεγαλύτερων από ένα είδος. Μελετώντας τη μακροεξέλιξη, σύγχρονη φυσική επιστήμηέχει συσσωρεύσει μια σειρά από επιστημονικά στοιχεία που αποδεικνύουν την εξέλιξη του οργανικού κόσμου. Κάθε επιστημονικό γεγονός που αποδεικνύει τουλάχιστον ένα από τα παρακάτω σημεία μπορεί να θεωρηθεί απόδειξη εξέλιξης.

Ενότητα της προέλευσης της ζωής (παρουσία κοινά χαρακτηριστικάσε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς).

Σχέσεις μεταξύ σύγχρονων και εξαφανισμένων οργανισμών ή μεταξύ οργανισμών σε μεγάλη συστηματική ομάδα (παρουσία κοινών χαρακτηριστικών σε σύγχρονους και εξαφανισμένους οργανισμούς ή σε όλους τους οργανισμούς μιας συστηματικής ομάδας).

Η δράση των κινητήριων δυνάμεων της εξέλιξης (γεγονότα που επιβεβαιώνουν τη δράση της φυσικής επιλογής).

Τα αποδεικτικά στοιχεία της εξέλιξης που λαμβάνονται και συσσωρεύονται στο πλαίσιο μιας συγκεκριμένης επιστήμης αποτελούν μια ομάδα στοιχείων και ονομάζονται με το όνομα αυτής της επιστήμης.

Η παλαιοντολογία είναι η επιστήμη των απολιθωμάτων των εξαφανισμένων οργανισμών. Ο ιδρυτής της εξελικτικής παλαιοντολογίας θεωρείται ο Ρώσος επιστήμονας V. O. Kovalevsky. Τα στοιχεία της εξέλιξης περιλαμβάνουν απολιθώματα μεταβατικές μορφές και φυλογενετικές σειρές σύγχρονων ειδών.

Οι μεταβατικές μορφές απολιθωμάτων είναι εξαφανισμένοι οργανισμοί που συνδυάζουν τα χαρακτηριστικά αρχαιότερων και εξελικτικά νεότερων ομάδων. Μας επιτρέπουν να ταυτιστούμε οικογενειακοί δεσμοί, αποδεικνύοντας την ιστορική εξέλιξη της ζωής. Τέτοιες μορφές καθιερώνονται τόσο μεταξύ των ζώων όσο και μεταξύ των φυτών. Η μεταβατική μορφή από τα ψάρια με πτερύγια λοβού στα αρχαία αμφίβια -στεγοκεφάλια- είναι το Ichthyostega. Η εξελικτική σύνδεση μεταξύ ερπετών και πτηνών μπορεί να εδραιωθεί από το πρώτο πουλί (Αρχαιοπτέρυξ). Ο σύνδεσμος μεταξύ ερπετών και θηλαστικών είναι η σαύρα από την ομάδα των θεραπευτών. Μεταξύ των φυτών, η μεταβατική μορφή από τα φύκια στα ανώτερα σπόρια είναι τα ψιλόφυτα (τα πρώτα φυτά της ξηράς). Η προέλευση των γυμνόσπερμων από τα πτεριδόφυτα αποδεικνύεται από τις φτέρες των σπόρων και η προέλευση των αγγειόσπερμων από τα γυμνόσπερμα από τα κύκαδα.

Φυλογενετικές (από την ελληνική phylon - γένος, φυλή, γένεση - προέλευση) σειρές - αλληλουχίες απολιθωμάτων, που αντικατοπτρίζουν την ιστορική εξέλιξη των σύγχρονων ειδών (phylogeny). Επί του παρόντος, τέτοιες σειρές είναι γνωστές όχι μόνο για σπονδυλωτά, αλλά και για ορισμένες ομάδες ασπόνδυλων ζώων. Ο Ρώσος παλαιοντολόγος V. O. Kovalevsky αποκατέστησε τη φυλογενετική σειρά του σύγχρονου αλόγου

2. Ποια είδη αρχαίων φυτών και ζώων γνωρίζετε;

Απάντηση. Ακριβώς πριν από 75 χρόνια, στα ανοικτά των ακτών της νότιας Αφρικής, ανακαλύφθηκε το αρχαιότερο ψάρι στον κόσμο - η κολάκανθος, που υπήρχε στη Γη πριν από εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Προς τιμήν αυτής της εκδήλωσης, σας προσκαλούμε να μάθετε για αυτήν και άλλα αρχαία ζώα και φυτά που κατοικούν στον πλανήτη μας σήμερα.

Παλαιότερα πίστευαν ότι αυτά τα ψάρια εξαφανίστηκαν στην Ύστερη Κρητιδική (100,5 - 66 εκατομμύρια χρόνια πριν), αλλά τον Δεκέμβριο του 1938, η επιμελήτρια του Μουσείου του Ανατολικού Λονδίνου (Νότια Αφρική) Marjorie Courtney-Latimer ανακάλυψε ένα ψάρι με σκληρά λέπια και ασυνήθιστα πτερύγια. στα αλιεύματα των ντόπιων ψαράδων . Αργότερα αποδείχθηκε ότι αυτό το ψάρι έζησε πριν από εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια και είναι ένα ζωντανό απολίθωμα.

Δεδομένου ότι αυτός ο κολάκανθος ανακαλύφθηκε στον ποταμό Chalumna, ονομάστηκε Latimeria chalumnae. Και τον Σεπτέμβριο του 1997, στα νερά κοντά στην πόλη Manado, που βρίσκεται στη βόρεια ακτή του νησιού Sulawesi, οι επιστήμονες παρατήρησαν ένα δεύτερο είδος αυτών των ψαριών - Latimeria menadoensis. Σύμφωνα με γενετικές μελέτες, αυτά τα είδη χωρίστηκαν πριν από 30-40 εκατομμύρια χρόνια, αλλά οι διαφορές μεταξύ τους είναι μικρές.

2. Ginkgo biloba.

Στην άγρια ​​φύση, αυτό το φυτό αναπτύσσεται μόνο στην ανατολική Κίνα. Ωστόσο, πριν από 200 εκατομμύρια χρόνια διανεμήθηκε σε όλο τον πλανήτη, ειδικά στο Βόρειο ημισφαίριο, σε περιοχές με εύκρατο κλίμα και υψηλή υγρασία. Στη Σιβηρία της Ιουρασικής και της Πρώιμης Κρητιδικής περιόδου, υπήρχαν τόσα πολλά φυτά της τάξης Γκίνγκο που τα υπολείμματά τους βρίσκονται στα περισσότερα κοιτάσματα αυτών των περιόδων. Σύμφωνα με τους ερευνητές, το φθινόπωρο εκείνης της εποχής η γη ήταν κυριολεκτικά καλυμμένη με φύλλα ginkgo, σαν χαλί.

3. Το μικρό ελάφι, ή καντσιλ, δεν είναι μόνο το μικρότερο (το ύψος του στο ακρώμιο δεν είναι μεγαλύτερο από 25 εκατοστά και το μέγιστο βάρος του είναι περίπου 2,5 κιλά), αλλά και το πιο αρχαία ματιάαρτιοδάκτυλα στη Γη. Αυτά τα ζώα υπήρχαν πριν από 50 εκατομμύρια χρόνια, ακριβώς όταν άρχισαν να σχηματίζονται τάξεις αρχαίων οπληφόρων. Από τότε, το kanchila έχει παραμείνει σχεδόν αμετάβλητο και μοιάζει με τους αρχαίους προγόνους του περισσότερο από άλλα είδη.

4. Οστρακόδερμα του Μισισιπή.

Ένα ψάρι που μοιάζει με αλιγάτορα, το οστρακοειδή του Μισισιπή είναι ένα από τα παλαιότερα ψάρια που ζουν στη Γη σήμερα. Στη Μεσοζωική εποχή, οι πρόγονοί του κατοικούσαν σε πολλά υδάτινα σώματα. Σήμερα το batfish του Μισισιπή ζει στην κοιλάδα κατάντηστον ποταμό Μισισιπή, καθώς και σε μερικές λίμνες γλυκού νερού στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Αυτά τα μικρά μαλακόστρακα του γλυκού νερού θεωρούνται τα αρχαιότερα πλάσματα που ζουν στη Γη σήμερα. Οι εκπρόσωποι αυτού του είδους δεν έχουν αλλάξει σχεδόν καθόλου από την Τριασική περίοδο. Εκείνη την εποχή είχαν μόλις εμφανιστεί δεινόσαυροι. Σήμερα, αυτά τα ζώα ζουν σχεδόν σε κάθε ήπειρο εκτός από την Ανταρκτική. Ωστόσο, το είδος Triops cancriformis είναι πιο κοινό στην Ευρασία.

6. Metasequoia glyptostroboides.

Αυτά τα κωνοφόρα ήταν ευρέως διαδεδομένα σε όλο το βόρειο ημισφαίριο από το Κρητιδικό έως το νεογέννητο. Ωστόσο, σήμερα η metasequoia μπορεί να δει μόνο στη φύση στην κεντρική Κίνα, στις επαρχίες Hubei και Sichuan.

7. Καρχαρίας Goblin.

Το γένος Mitsukurina, στο οποίο ανήκει αυτό το είδος καρχαρία, έγινε για πρώτη φορά γνωστό μέσω απολιθωμάτων που χρονολογούνται από το Μέσο Ηώκαινο (περίπου 49-37 εκατομμύρια χρόνια πριν). Ο μόνος πλέον υπάρχουσα εμφάνισηΑυτό το γένος, ο καρχαρίας καλικάντζαρος, που ζει στον Ατλαντικό και τον Ινδικό ωκεανό, έχει διατηρήσει μερικά από τα πρωτόγονα χαρακτηριστικά των αρχαίων συγγενών του και σήμερα είναι ένα ζωντανό απολίθωμα.

Ερωτήσεις μετά την § 61

1. Τι είναι η μακροεξέλιξη; Τι κοινό έχουν η μακρο- και η μικροεξέλιξη;

Απάντηση. Η μακροεξέλιξη είναι υπερειδική εξέλιξη, σε αντίθεση με τη μικροεξέλιξη, η οποία συμβαίνει μέσα σε ένα είδος, στους πληθυσμούς του. Ωστόσο, δεν υπάρχουν θεμελιώδεις διαφορές μεταξύ αυτών των διαδικασιών, αφού οι μακροεξελικτικές διαδικασίες βασίζονται σε μικροεξελικτικές. Στη μακροεξέλιξη λειτουργούν οι ίδιοι παράγοντες - ο αγώνας για ύπαρξη, ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗκαι σχετική εξαφάνιση. Η μακροεξέλιξη, όπως και η μικροεξέλιξη, έχει αποκλίνουσα φύση.

Η μακροεξέλιξη εμφανίζεται σε ιστορικά τεράστιες χρονικές περιόδους, επομένως είναι απρόσιτη η άμεση μελέτη. Παρόλα αυτά, η επιστήμη έχει πολλά στοιχεία που δείχνουν την πραγματικότητα των μακροεξελικτικών διαδικασιών.

2. Ποια στοιχεία μακροεξέλιξης μας δίνουν τα παλαιοντολογικά δεδομένα; Δώστε παραδείγματα μεταβατικών μορφών.

Απάντηση. Η παλαιοντολογία μελετά τα απολιθώματα των εξαφανισμένων οργανισμών και προσδιορίζει τις ομοιότητες και τις διαφορές τους με τους σύγχρονους οργανισμούς. Τα παλαιοντολογικά δεδομένα μας επιτρέπουν να μάθουμε για τη χλωρίδα και την πανίδα του παρελθόντος, να ανακατασκευάσουμε την εμφάνιση εξαφανισμένων οργανισμών και να ανακαλύψουμε συνδέσεις μεταξύ αρχαίων και σύγχρονων εκπροσώπων της χλωρίδας και της πανίδας.

Οι πειστικές αποδείξεις των αλλαγών στον οργανικό κόσμο με την πάροδο του χρόνου παρέχονται από τη σύγκριση των απολιθωμάτων από στρώματα γης διαφορετικών γεωλογικών εποχών. Μας επιτρέπει να καθορίσουμε την αλληλουχία προέλευσης και ανάπτυξης διαφορετικών ομάδων οργανισμών. Για παράδειγμα, στα αρχαιότερα στρώματα, εντοπίζονται υπολείμματα εκπροσώπων τύπων ασπόνδυλων ζώων και σε μεταγενέστερα στρώματα, υπολείμματα χορδών. Ακόμη και νεότερα γεωλογικά στρώματα περιέχουν υπολείμματα ζώων και φυτών που ανήκουν σε είδη παρόμοια με τα σύγχρονα.

Τα παλαιοντολογικά δεδομένα παρέχουν πλούσιο υλικό για τις διαδοχικές συνδέσεις μεταξύ διαφόρων συστηματικών ομάδων. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ήταν δυνατό να δημιουργηθούν μεταβατικές μορφές μεταξύ αρχαίων και σύγχρονων ομάδων οργανισμών, σε άλλες, ήταν δυνατή η ανακατασκευή φυλογενετικών σειρών, δηλαδή σειρών ειδών που αντικαθιστούν διαδοχικά το ένα το άλλο.

Μια ομάδα ερπετών με άγρια ​​δόντια βρέθηκε στις όχθες της Βόρειας Ντβίνα. Συνδύαζαν τα χαρακτηριστικά των θηλαστικών και των ερπετών. Τα ερπετά με δόντια ζώων είναι παρόμοια με τα θηλαστικά στη δομή του κρανίου, της σπονδυλικής στήλης και των άκρων, καθώς και στη διαίρεση των δοντιών σε κυνόδοντες, κοπτήρες και γομφίους.

Η ανακάλυψη του Archeopteryx παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον από εξελικτική άποψη. Αυτό το ζώο σε μέγεθος περιστεριού είχε τα χαρακτηριστικά ενός πουλιού, αλλά διατηρούσε και τα χαρακτηριστικά των ερπετών. Σημάδια πουλιών: πίσω άκρα με ταρσό, παρουσία φτερών, γενική μορφή. Σημάδια ερπετών: μια μεγάλη σειρά ουραίων σπονδύλων, κοιλιακές πλευρές και παρουσία δοντιών. Το Archeopteryx δεν θα μπορούσε να είναι καλό ιπτάμενο, καθώς το στέρνο του είναι ελάχιστα αναπτυγμένο (χωρίς καρίνα), θωρακικοί μύεςκαι τους μύες των φτερών. Η σπονδυλική στήλη και τα πλευρά δεν ήταν ένα άκαμπτο σκελετικό σύστημα που ήταν σταθερό κατά τη διάρκεια της πτήσης, όπως στα σύγχρονα πτηνά. Ο Αρχαιοπτέρυξ μπορεί να θεωρηθεί μια μεταβατική μορφή μεταξύ ερπετών και πτηνών. Οι μεταβατικές μορφές συνδυάζουν ταυτόχρονα τα χαρακτηριστικά τόσο των αρχαίων όσο και των πιο εξελικτικά νεότερων ομάδων. Ένα άλλο παράδειγμα είναι το ichthyostegas, μια μεταβατική μορφή μεταξύ ψαριών με πτερύγια γλυκού νερού και αμφιβίων.

3. Ποια είναι η σημασία της ανακατασκευής των φυλογενετικών σειρών;

Απάντηση. Φυλογενετική σειρά. Για μια σειρά από ομάδες ζώων και φυτών, οι παλαιοντολόγοι μπόρεσαν να αναδημιουργήσουν μια συνεχή σειρά μορφών από την αρχαία έως τη σύγχρονη, αντανακλώντας τις εξελικτικές τους αλλαγές. Ο Ρώσος ζωολόγος V. O. Kovalevsky (1842–1883) αναδημιούργησε τη φυλογενετική σειρά αλόγων. Στα άλογα, καθώς περνούσαν στο γρήγορο και μεγάλο τρέξιμο, μειώθηκε ο αριθμός των δακτύλων των ποδιών στα άκρα τους και ταυτόχρονα αυξήθηκε το μέγεθος του ζώου. Αυτές οι αλλαγές ήταν συνέπεια των αλλαγών στον τρόπο ζωής του αλόγου, το οποίο μεταπήδησε στη διατροφή αποκλειστικά με βλάστηση, για αναζήτηση της οποίας ήταν απαραίτητο να ταξιδεύουν μεγάλες αποστάσεις. Πιστεύεται ότι όλοι αυτοί οι εξελικτικοί μετασχηματισμοί χρειάστηκαν 60-70 εκατομμύρια χρόνια.

Η μελέτη των φυλογενετικών σειρών που κατασκευάστηκαν με βάση δεδομένα από την παλαιοντολογία, τη συγκριτική ανατομία και την εμβρυολογία είναι σημαντική για την περαιτέρω ανάπτυξη της γενικής θεωρίας της εξέλιξης, της κατασκευής φυσικό σύστημαοργανισμών, αναδημιουργώντας την εικόνα της εξέλιξης μιας συγκεκριμένης συστηματικής ομάδας οργανισμών. Επί του παρόντος, για την κατασκευή φυλογενετικών σειρών, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν όλο και περισσότερο δεδομένα από επιστήμες όπως η γενετική, η βιοχημεία, η μοριακή βιολογία, η βιογεωγραφία, η ηθολογία κ.λπ.

Ερώτηση 1. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ μακρο- και μικροεξέλιξης;
Μικροεξέλιξη- η εξέλιξη μέσα σε ένα είδος. εμφανίζεται με βάση τη μεταβλητή μεταβλητότητα υπό τον έλεγχο της φυσικής επιλογής. Έτσι, η μικροεξέλιξη είναι το αρχικό στάδιο της εξελικτικής διαδικασίας, μπορεί να συμβεί σε σχετικά σύντομες χρονικές περιόδους και μπορεί να παρατηρηθεί και να μελετηθεί άμεσα. Ως αποτέλεσμα της κληρονομικής (μεταλλακτικής) μεταβλητότητας, συμβαίνουν τυχαίες αλλαγές στον γονότυπο. Οι μεταλλάξεις είναι τις περισσότερες φορές υπολειπόμενες και, επιπλέον, σπάνια είναι ωφέλιμες για το είδος. Ωστόσο, εάν ως αποτέλεσμα μιας μετάλλαξης προκύψουν αλλαγές που είναι ωφέλιμες για οποιοδήποτε άτομο, τότε λαμβάνει κάποια πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλα άτομα του πληθυσμού: λαμβάνει περισσότερη τροφή ή γίνεται πιο ανθεκτικό στην επίδραση παθογόνων βακτηρίων και ιών κ.λπ. Για παράδειγμα, η εμφάνιση ενός μακριού λαιμού επέτρεψε στους προγόνους της καμηλοπάρδαλης να τρέφονται με φύλλα ψηλά δέντρα, που τους παρείχε περισσότερη τροφή από άτομα του πληθυσμού με κοντό λαιμό.
Μακροεξέλιξη- Εξέλιξη σε υπερειδικό επίπεδο. οδηγεί στο σχηματισμό μεγάλων ταξινομικών κατηγοριών (από γένη έως φυλές και βασίλεια της φύσης). Η μακροεξέλιξη του οργανικού κόσμου είναι η διαδικασία σχηματισμού μεγάλων συστηματικών ενοτήτων: από είδη - νέα γένη, από γένη - νέες οικογένειες κ.λπ. Οι διαδικασίες της μακροεξέλιξης απαιτούν τεράστιες χρονικές περιόδους, επομένως είναι αδύνατο να τις μελετήσουμε άμεσα. Ωστόσο, η μακροεξέλιξη καθοδηγείται από τις ίδιες κινητήριες δυνάμεις με τη μικροεξέλιξη: γενετική παραλλαγή, φυσική επιλογή και αναπαραγωγική διάσπαση. Ακριβώς όπως η μικροεξέλιξη, η μακροεξέλιξη έχει αποκλίνοντα χαρακτήρα.

Ερώτηση 2. Ποιες διαδικασίες είναι οι κινητήριες δυνάμεις της μακροεξέλιξης; Δώστε παραδείγματα μακροεξελικτικών αλλαγών.
Η μακροεξέλιξη βασίζεται στις ίδιες κινητήριες δυνάμεις με τη μικροεξέλιξη: κληρονομική παραλλαγή, φυσική επιλογή και αναπαραγωγική διάσπαση. Ακριβώς όπως η μικροεξέλιξη, η μακροεξέλιξη έχει αποκλίνοντα χαρακτήρα.
Το αποτέλεσμα των μακροεξελικτικών διαδικασιών είναι σημαντικές αλλαγές εξωτερική δομήκαι τη φυσιολογία των οργανισμών - όπως, για παράδειγμα, ο σχηματισμός κλειστού κυκλοφορικού συστήματος στα ζώα ή η εμφάνιση στομάτων και επιθηλιακών κυττάρων στα φυτά. Τα θεμελιώδη εξελικτικά αποκτήματα αυτού του είδους περιλαμβάνουν το σχηματισμό ταξιανθιών ή τη μετατροπή των μπροστινών άκρων των ερπετών σε φτερά και μια σειρά άλλων.
Ερώτηση 3. Ποια γεγονότα αποτελούν τη βάση της μελέτης και των στοιχείων της μακροεξέλιξης;
Τα πιο πειστικά στοιχεία για τις μακροεξελικτικές διαδικασίες προέρχονται από παλαιοντολογικά δεδομένα. 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. Δυστυχώς, η μελέτη των απολιθωμένων μορφών μας δίνει μια ελλιπή εικόνα της εξέλιξης της χλωρίδας και της πανίδας. Τα περισσότερα υπολείμματα αποτελούνται από σκληρά μέρη οργανισμών: οστά, κοχύλια και εξωτερικούς υποστηρικτικούς ιστούς φυτών. Μεγάλο ενδιαφέρον παρουσιάζουν απολιθώματα που διασώζουν ίχνη από λαγούμια και περάσματα αρχαίων ζώων, αποτυπώματα μελών ή ολόκληρων οργανισμών που έχουν απομείνει σε κάποτε μαλακά ιζήματα.

Ερώτηση 4. Ποια είναι η σημασία της μελέτης των φυλογενετικών σειρών;
Με βάση τα παλαιοαντολογικά ευρήματα κατασκευάστηκαν φυλογενετικές σειρές, δηλαδή σειρές ειδών που αντικαθιστούν διαδοχικά το ένα το άλλο στη διαδικασία της εξέλιξης. Η μελέτη φυλογενετικών σειρών που κατασκευάζονται με βάση δεδομένα από την παλαιοντολογία, τη συγκριτική ανατομία και την εμβρυολογία είναι σημαντική για την περαιτέρω ανάπτυξη της γενικής θεωρίας της εξέλιξης, την κατασκευή ενός φυσικού συστήματος οργανισμών και την αναδόμηση της εικόνας της εξέλιξης του μια συγκεκριμένη συστηματική ομάδα οργανισμών.
Επί του παρόντος, για την κατασκευή φυλογενετικών σειρών, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν όλο και περισσότερο δεδομένα από επιστήμες όπως η γενετική, η βιοχημεία, η μοριακή βιολογία, η βιογεωγραφία, η ηθολογία κ.λπ.

Ερώτηση 1. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ μακρο και μικροεξέλιξης;

Με τον όρο μικροεξέλιξη εννοούμε το σχηματισμό νέων ειδών.

Η έννοια της μακροεξέλιξης υποδηλώνει την προέλευση των υπερειδικών ταξινομήσεων.

Ωστόσο, δεν υπάρχουν θεμελιώδεις διαφορές μεταξύ των διαδικασιών σχηματισμού νέων ειδών και των διαδικασιών σχηματισμού ανώτερων ταξινομικών ομάδων. Ο όρος «μικροεξέλιξη» με τη σύγχρονη έννοια εισήχθη από τον N.V. Timofeev-Resovsky το 1938.

Ερώτηση 2. Ποιες διαδικασίες είναι οι κινητήριες δυνάμεις της μακροεξέλιξης; Δώστε παραδείγματα μακροεξελικτικών αλλαγών.

Στη μακροεξέλιξη, οι ίδιες διαδικασίες λειτουργούν όπως κατά την ειδογένεση: ο σχηματισμός φαινοτυπικών αλλαγών, ο αγώνας για ύπαρξη, η φυσική επιλογή και η εξαφάνιση των λιγότερο προσαρμοσμένων μορφών.

Το αποτέλεσμα των μακροεξελικτικών διεργασιών είναι σημαντικές αλλαγές στην εξωτερική δομή και φυσιολογία των οργανισμών - όπως, για παράδειγμα, ο σχηματισμός κλειστού κυκλοφορικού συστήματος στα ζώα ή η εμφάνιση στομάτων και επιθηλιακών κυττάρων στα φυτά. Τα θεμελιώδη εξελικτικά αποκτήματα αυτού του είδους περιλαμβάνουν το σχηματισμό ταξιανθιών ή τη μετατροπή των μπροστινών άκρων των ερπετών σε φτερά και μια σειρά άλλων.

Ερώτηση 3. Ποια γεγονότα αποτελούν τη βάση της μελέτης και των στοιχείων της μακροεξέλιξης;

Τα πιο πειστικά στοιχεία για τις μακροεξελικτικές διαδικασίες προέρχονται από παλαιοντολογικά δεδομένα. Η παλαιοντολογία μελετά τα απολιθώματα των εξαφανισμένων οργανισμών και προσδιορίζει τις ομοιότητες και τις διαφορές τους με τους σύγχρονους οργανισμούς. Από τα απομεινάρια, οι παλαιοντολόγοι ανακατασκευάζουν την εμφάνιση εξαφανισμένων οργανισμών και μαθαίνουν για τη χλωρίδα και την πανίδα του παρελθόντος. Δυστυχώς, η μελέτη των απολιθωμένων μορφών μας δίνει μια ελλιπή εικόνα της εξέλιξης της χλωρίδας και της πανίδας. Τα περισσότερα υπολείμματα αποτελούνται από σκληρά μέρη οργανισμών: οστά, κοχύλια και εξωτερικούς υποστηρικτικούς ιστούς φυτών.

Μεγάλο ενδιαφέρον παρουσιάζουν απολιθώματα που διασώζουν ίχνη από λαγούμια και περάσματα αρχαίων ζώων, αποτυπώματα μελών ή ολόκληρων οργανισμών που έχουν απομείνει σε κάποτε μαλακά ιζήματα.

Ερώτηση 4. Ποια είναι η σημασία της μελέτης των φυλογενετικών σειρών;

Η μελέτη φυλογενετικών σειρών που κατασκευάζονται με βάση δεδομένα από την παλαιοντολογία, τη συγκριτική ανατομία και την εμβρυολογία είναι σημαντική για την περαιτέρω ανάπτυξη της γενικής θεωρίας της εξέλιξης, την κατασκευή ενός φυσικού συστήματος οργανισμών και την αναδόμηση της εικόνας της εξέλιξης του μια συγκεκριμένη συστηματική ομάδα οργανισμών.

Επί του παρόντος, για την κατασκευή φυλογενετικών σειρών, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν όλο και περισσότερο δεδομένα από επιστήμες όπως η γενετική, η βιοχημεία, η μοριακή βιολογία, η βιογεωγραφία, η ηθολογία κ.λπ.

Άλλες εργασίες για αυτό το θέμα:

1. Ερώτηση 1. Γιατί θεωρητική βάσηη επιλογή είναι γενετική; Η αναπαραγωγή είναι η επιστήμη των μεθόδων για τη δημιουργία νέων φυτικών ποικιλιών, φυλών ζώων και στελεχών μικροοργανισμών με ευεργετική...
2. Ερώτηση 1. Ποιες ιδιότητες πρέπει να έχει μια στοιχειώδης μονάδα εξέλιξης; Μια στοιχειώδης μονάδα εξέλιξης πρέπει: να εμφανίζεται στο χρόνο και στο χώρο ως ένα είδος ενότητας. μπορεί να σχηματίσει αποθεματικό...
3. Ερώτηση 1. Ποια είναι η αξία του βιβλίου του Charles Darwin «The Origin of Species»; Στο βιβλίο του On the Origin of Species, ο Κάρολος Δαρβίνος πρότεινε για πρώτη φορά μια φυσική επιστημονική εξήγηση της εξέλιξης. Τοποθέτησε το σύστημα οδήγησης...
4. Ερώτηση 1. Ποιος ανέπτυξε τη θεωρία των κυττάρων; Θεωρία κυττάρωνδιατυπώθηκε στα μέσα του 19ου αιώνα. Οι Γερμανοί επιστήμονες Theodor Schwann και Matthias Schleiden. Συνόψισαν τα αποτελέσματα πολλών γνωστών...
5. Δοκιμή βιολογίας, βαθμός 11 Επιλογή 2 1. Η ποικιλομορφία των ειδών των ζωντανών οργανισμών είναι το αποτέλεσμα: 1) μιας ενεργούς διαδικασίας μετάλλαξης 2) της εξέλιξης 3) της διαειδικής πάλης 2. Το μορφολογικό κριτήριο ενός είδους είναι...
6. 1. Ποια είναι η ιδιαιτερότητα της κατανομής της ζωής στον ωκεανό; Η ζωή στον Παγκόσμιο Ωκεανό είναι πανταχού παρούσα, αλλά η σύνθεση των ειδών και η πυκνότητα των φυτών και των ζώων στα νερά...
7. Ερώτηση 1. Να αναφέρετε τους κύριους τύπους εξελικτικών αλλαγών. Οι επιστήμονες διακρίνουν τους ακόλουθους τύπους εξελικτικών αλλαγών: παραλληλισμό, σύγκλιση και απόκλιση. Ερώτηση 2. Τι είναι οι παράλληλες αλλαγές, συγκλίνουσες, αποκλίνουσες;...

Αυτές οι φυσικές αλλαγές συνέβησαν ταυτόχρονα με σημαντικές αλλαγές στην πυκνότητα του πληθυσμού και κοινωνική δομή. Οι ειδικοί τα αποκαλούν «μια εξελικτική καινοτομία, μια νέα ιδιότητα που απουσίαζε στον πληθυσμό των προγόνων και αναπτύχθηκε κατά τη διάρκεια της εξέλιξης σε αυτές τις σαύρες».

Φυλογένεση (από το ελληνικό "phylon" - γένος, φυλή και "γένεση"), η ιστορική ανάπτυξη των οργανισμών, σε αντίθεση με την οντογένεση - ατομική ανάπτυξηοργανισμών. Η φυλογένεση -η εξέλιξη στο παρελθόν- δεν μπορεί να παρατηρηθεί άμεσα, αλλά φυλογενετικές ανακατασκευέςδεν μπορεί να επαληθευτεί με πείραμα.

Για παράδειγμα, το 1844, βρέθηκαν μερικά απολιθωμένα δόντια που ονομάζονταν conodonts. Τα σαγόνια, σε αντίθεση με όλα τα σύγχρονα πουλιά, είχαν δόντια σαν ερπετά. Η δεύτερη δυσκολία είναι ότι είναι τεχνικά αδύνατο να μελετηθεί πλήρως η οργάνωση ακόμη και ενός μονοκύτταρου οργανισμού. Τόσο τα πιο πρωτόγονα τετράποδα όσο και τα πνευμονόψαρα έχουν πνεύμονες και καρδιά τριών θαλάμων, που αποτελείται από δύο κόλπους και μία κοιλία.

Διατύπωσε επίσης τη «μέθοδο του τριπλού παραλληλισμού» - την κύρια μέθοδο φυλογενετικών ανακατασκευών, η οποία εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σε τροποποιημένη και διευρυμένη μορφή. Ως αποτέλεσμα, το αρτηριακό αίμα από τους πνεύμονες και το φλεβικό αίμα από το υπόλοιπο σώμα αναμιγνύονται, αν και όχι τόσο όσο στα αμφίβια.

Παραλληλισμοί και η εξελικτική τους σημασία

Αυτός ο κλάδος της εξέλιξης των κατώτερων σπονδυλωτών προέκυψε στο τέλος της περιόδου της Κάμβριας και δεν ήταν γνωστός σε απολιθωμένη μορφή από το τέλος της περιόδου του Ντέβον. Το γεγονός είναι ότι στα απολιθωμένα ζώα χωρίς γνάθους οι βραγχιακές κοιλότητες, η κοιλότητα του εγκεφάλου και τα τοιχώματα πολλών μεγάλων αιμοφόρων αγγείων και άλλων εσωτερικών οργάνων ασβεστοποιήθηκαν. Σε αυτή την περίπτωση, λειτουργεί μόνο η συγκριτική ανατομία και, σε πολύ απαραίτητο βαθμό, η εμβρυολογία. Η ευρεία χρήση της τεχνολογίας των υπολογιστών διευκόλυνε μια τέτοια ανάλυση και τα κλαδογράμματα (από το ελληνικό «κλάδος» - κλάδος) άρχισαν να εμφανίζονται στις περισσότερες φυλογενετικές δημοσιεύσεις.

Η μελέτη της δομής των νουκλεϊκών οξέων και άλλων μακρομορίων έχει γίνει πλέον μία από τις πιο σημαντικές προσθήκες στη μέθοδο του τριπλού παραλληλισμού. Αυτό θα μπορούσε να είχε ληφθεί ως λάθος αν το 1983 ο M.F. Ivakhnenko δεν είχε αποδείξει χρησιμοποιώντας παλαιοντολογικό υλικό ότι οι χελώνες εξελίχθηκαν από αμφίβια ανεξάρτητα από όλα τα άλλα ερπετά.

Η διευκρίνιση εκφράζεται στο γεγονός ότι οι ανακατασκευές γίνονται όλο και πιο λεπτομερείς. Εάν υπάρχει κάτι άγνωστο στον κόσμο γύρω μας, τότε το καθήκον της επιστήμης είναι να μελετήσει και να εξηγήσει αυτό το άγνωστο, ανεξάρτητα από το θεωρητικό και πρακτική σημασίααντικείμενο μελέτης. Επιπλέον, οι φυλογενετικές ανακατασκευές είναι η βάση πάνω στην οποία διευκρινίζονται τα πρότυπα της εξέλιξης.

Υπάρχουν πολλά άλλα πρότυπα εξέλιξης που έχουν ανακαλυφθεί μέσω φυλογενετικών μελετών. Οι εξελικτικές διαδικασίες παρατηρούνται τόσο σε φυσικές όσο και σε εργαστηριακές συνθήκες. Το γεγονός της εξέλιξης σε ενδοειδικό επίπεδο έχει αποδειχθεί πειραματικά και οι διαδικασίες της ειδογένεσης έχουν παρατηρηθεί άμεσα στη φύση.

Στοιχεία εξέλιξης

Ωστόσο, κάπου μεταξύ των γενεών που αριθμούν 31 χιλιάδες και 32 χιλιάδες, συνέβησαν δραματικές αλλαγές σε έναν από τους πληθυσμούς που δεν παρατηρήθηκαν στους άλλους. 36 χρόνια (μια εξαιρετικά σύντομη περίοδος εξέλιξης) το μέγεθος και το σχήμα του κεφαλιού άλλαξε, η δύναμη του δαγκώματος αυξήθηκε και νέες δομές αναπτύχθηκαν στον πεπτικό σωλήνα.

Επιπλέον, τα έντερα του νέου πληθυσμού περιέχουν νηματώδεις που απουσίαζαν στον αρχικό πληθυσμό. Ειδικότερα, για την καταπολέμηση του σκώρου Cydia pomonella (οι προνύμφες του οποίου είναι τα ίδια τα «σκουλήκια» στα σκουληκικά μήλα), χρησιμοποιείται ενεργά ο κοκκιοϊός Cydia pomonella.

Παρατηρήσεις για σύγχρονους τύπουςδείχνουν ότι η ειδογένεση εμφανίζεται συνεχώς στους υπάρχοντες πληθυσμούς. Υπάρχουν πολλά παραδείγματα για το πώς ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙμπορεί να διασταυρωθεί υπό εξαιρετικές συνθήκες. Ανάλογα με τον βιότοπο γύρω από τα βουνά, οι σαλαμάνδρες σχηματίζουν διάφορες μορφές, αλλάζοντας σταδιακά τα μορφολογικά και οικολογικά χαρακτηριστικά τους.

Κρίνοντας από τα απολιθώματα και τις μετρήσεις του ρυθμού των μεταλλάξεων, η πλήρης ασυμβατότητα των γονιδιωμάτων, καθιστώντας τη διασταύρωση αδύνατη, επιτυγχάνεται στη φύση κατά μέσο όρο σε 3 εκατομμύρια χρόνια. Αυτό σημαίνει ότι η παρατήρηση του σχηματισμού ενός νέου είδους υπό φυσικές συνθήκες είναι καταρχήν δυνατή, αλλά αυτό είναι ένα σπάνιο γεγονός. Ταυτόχρονα, σε εργαστηριακές συνθήκες ο ρυθμός της εξελικτικής αλλαγής μπορεί να αυξηθεί, επομένως υπάρχει λόγος να ελπίζουμε ότι θα δούμε ειδογένεση σε πειραματόζωα.

Ο σκώρος της μηλιάς Rhagoletis pomonella είναι ένα παράδειγμα παρατηρούμενης συμπατρικής ειδογένεσης (δηλαδή, ειδογένεση ως αποτέλεσμα της διαίρεσης σε οικολογικές κόγχες). Η πρακτική δείχνει ότι οι βιολογικές ταξινομήσεις που βασίζονται σε διαφορετικά χαρακτηριστικά τείνουν να τείνουν στο ίδιο ιεραρχικό σχήμα που μοιάζει με δέντρο - φυσική ταξινόμηση.

Αυτό ακριβώς είναι το αποτέλεσμα που μπορεί να αναμένεται με την εξελικτική προέλευση των ζώων από έναν κοινό πρόγονο. Η διακλάδωση του φυλογενετικού δέντρου αντιστοιχεί στη διαίρεση των πληθυσμών κατά τη διαδικασία της ειδογένεσης. Κατά κανόνα, αντικείμενα που δεν προέκυψαν κατά την εξέλιξη δεν έχουν αυτή την ιδιότητα. Μπορείτε να συνδυάσετε αυτά τα αντικείμενα σε διαφορετικές ιεραρχίες εάν το επιθυμείτε, αλλά δεν υπάρχει μια ενιαία αντικειμενική ιεραρχία που να είναι θεμελιωδώς καλύτερη από όλες τις άλλες.

Ο όρος προτάθηκε από τον Γερμανό εξελικτικό E. Haeckel το 1866. Αργότερα, ο όρος "φυλογένεση" έλαβε μια ευρύτερη ερμηνεία - του αποδόθηκε η έννοια της ιστορίας της εξελικτικής διαδικασίας. Μπορούμε να μιλήσουμε για τη φυλογένεση μεμονωμένων χαρακτήρων: όργανα, ιστούς, βιοχημικές διεργασίες, τη δομή των βιολογικών μορίων και τη φυλογένεση των ταξινομικών κατηγοριών οποιασδήποτε τάξης - από είδη έως υπερβασίλεια. Ο στόχος της φυλογενετικής έρευνας είναι να ανακατασκευάσει την προέλευση και τους διαδοχικούς εξελικτικούς μετασχηματισμούς των δομών και των ταξινομικών κατηγοριών που μελετώνται.

Τα παλαιοντολογικά δεδομένα, όπως ήδη αναφέρθηκε, εισάγουν μια χρονική κλίμακα σε αυτές τις ανακατασκευές και τη συμπληρώνουν με εξαφανισμένες μορφές, δηλαδή κάνουν τη σειρά πιο λεπτομερή και ως εκ τούτου πιο αξιόπιστη.