1. Kādi fakti var liecināt par saikni starp izmirušiem un mūsdienu augiem un dzīvniekiem?

Atbilde. Saskaņā ar sintētisko evolūcijas teoriju dabā notiekošais evolūcijas process ir sadalīts divos posmos: mikroevolūcijā un makroevolūcijā.

Makroevolūcija ietver procesus, kuru rezultātā rodas sistemātiskas vienības, kas ir lielākas par sugu. Pētot makroevolūciju, mūsdienu dabaszinātne ir uzkrājis vairākus zinātniskus faktus, kas pierāda organiskās pasaules evolūciju. Jebkuru zinātnisku faktu, kas pierāda vismaz vienu no tālāk minētajiem punktiem, var uzskatīt par evolūcijas pierādījumu.

Dzīvības izcelsmes vienotība (klātbūtne kopīgas iezīmes visos dzīvajos organismos).

Attiecības starp mūsdienu un izmirušiem organismiem vai starp organismiem lielā sistemātiskā grupā (kopīgu pazīmju klātbūtne mūsdienu un izmirušajos organismos vai visos sistemātiskās grupas organismiem).

Evolūcijas virzītājspēku darbība (fakti, kas apstiprina dabiskās atlases darbību).

Konkrētas zinātnes ietvaros iegūtie un uzkrātie evolūcijas pierādījumi veido vienu pierādījumu grupu un tiek saukti šīs zinātnes vārdā.

Paleontoloģija ir zinātne par izmirušu organismu fosilajām atliekām. Par evolūcijas paleontoloģijas pamatlicēju tiek uzskatīts krievu zinātnieks V. O. Kovaļevskis. Pierādījumi par evolūciju ietver fosilās pārejas formas un mūsdienu sugu filoģenētiskās sērijas.

Fosilās pārejas formas ir izmiruši organismi, kas apvieno senāku un evolucionāli jaunāku grupu īpašības. Tie ļauj mums identificēt ģimenes saites, apliecinot dzīves vēsturisko attīstību. Šādas formas ir izveidotas gan starp dzīvniekiem, gan starp augiem. Pārejas forma no daivu spuras zivīm uz senajiem abiniekiem - stegocefālijām - ir Ichthyostega. Rāpuļu un putnu evolucionāro saikni var noteikt pirmais putns (Archaeopteryx). Saikne starp rāpuļiem un zīdītājiem ir ķirzaka no terapsīdu grupas. Starp augiem pārejas forma no aļģēm uz augstākām sporām ir psilofīti (pirmie sauszemes augi). Gimnosēkļu izcelsmi no pteridofītiem pierāda sēklu papardes, bet segsēklu izcelsmi no ģimnosēkļiem – cikādes.

Filoģenētiskā (no grieķu filons — ģints, cilts, ģenēze — izcelsme) sērija — fosilo formu secības, kas atspoguļo mūsdienu sugu vēsturisko attīstību (filoģenēzi). Pašlaik šādas sērijas ir zināmas ne tikai mugurkaulniekiem, bet arī dažām bezmugurkaulnieku grupām. Krievu paleontologs V. O. Kovaļevskis atjaunoja mūsdienu zirga filoģenētisko sēriju

2. Kādus seno augu un dzīvnieku veidus jūs zināt?

Atbilde. Tieši pirms 75 gadiem pie Dienvidāfrikas krastiem tika atklāta pasaulē vecākā zivs - koelakants, kas uz Zemes pastāvēja pirms simtiem miljonu gadu. Par godu šim notikumam aicinām uzzināt par viņu un citiem seniem dzīvniekiem un augiem, kas mūsdienās apdzīvo mūsu planētu.

Iepriekš tika uzskatīts, ka šīs zivis izmirušas vēlajā krītā (pirms 100,5 - 66 miljoniem gadu), taču 1938. gada decembrī Austrumlondonas muzeja (Dienvidāfrika) kuratore Mārdžorija Kortnija-Latimera atklāja zivi ar cietām zvīņām un neparastām spurām. vietējo zvejnieku lomā . Vēlāk izrādījās, ka šī zivs dzīvoja pirms simtiem miljonu gadu un ir dzīva fosilija.

Tā kā šis koelakants tika atklāts Chalumna upē, tas tika nosaukts Latimeria chalumnae. Un 1997. gada septembrī ūdeņos netālu no Manado pilsētas, kas atrodas Sulavesi salas ziemeļu krastā, zinātnieki pamanīja otru šo zivju sugu - Latimeria menadoensis. Saskaņā ar ģenētiskajiem pētījumiem šīs sugas atdalījās pirms 30-40 miljoniem gadu, taču atšķirības starp tām ir nelielas.

2. Ginkgo biloba.

Savvaļā šis augs aug tikai Ķīnas austrumos. Tomēr pirms 200 miljoniem gadu tas bija izplatīts visā planētā, īpaši ziemeļu puslodē, apgabalos ar mērenu klimatu un augstu mitruma līmeni. Juras un agrā krīta perioda Sibīrijā bija tik daudz ginkgo šķirņu augu, ka to atliekas ir atrodamas lielākajā daļā šo periodu atradņu. Pēc pētnieku domām, tā laika rudenī zemi burtiski klāja ginkgo lapas kā paklājs.

3. Mazais briedis jeb kančils ir ne tikai mazākais (tā augstums skaustā nav lielāks par 25 centimetriem, bet maksimālais svars ir aptuveni 2,5 kilogrami), bet arī vislielākais. sens izskats artiodaktili uz Zemes. Šie dzīvnieki pastāvēja pirms 50 miljoniem gadu, tieši tad, kad sāka veidoties seno nagaiņu kārtas. Kopš tā laika kančila ir palikusi gandrīz nemainīga un vairāk nekā citas sugas atgādina savus senos senčus.

4. Misisipi vēžveidīgie.

Aligatoram līdzīga zivs Misisipi vēžveidīgie ir viena no vecākajām zivīm, kas mūsdienās dzīvo uz Zemes. Mezozoja laikmetā tās senči apdzīvoja daudzas ūdenstilpes. Mūsdienās ielejā dzīvo Misisipi sikspārnis lejup pa straumi Misisipi upē, kā arī dažos saldūdens ezeros ASV.

Šie mazie saldūdens vēžveidīgie tiek uzskatīti par senākajiem radījumiem, kas mūsdienās dzīvo uz Zemes. Kopš triasa perioda šīs sugas pārstāvji gandrīz nav mainījušies. Tajā laikā dinozauri bija tikko parādījušies. Mūsdienās šie dzīvnieki dzīvo gandrīz visos kontinentos, izņemot Antarktīdu. Tomēr Eirāzijā visizplatītākā suga Triops cancriformis.

6. Metasequoia glyptostroboides.

Šie skujkoki bija plaši izplatīti visā ziemeļu puslodē no krīta līdz neogēnam. Tomēr mūsdienās metasekvoju savvaļā var redzēt tikai Ķīnas centrālajā daļā, Hubei un Sičuaņas provincēs.

7. Goblinu haizivs.

Mitsukurina ģints, pie kuras pieder šī haizivju suga, pirmo reizi kļuva pazīstama ar fosilijām, kas datētas ar vidējo eocēnu (apmēram pirms 49-37 miljoniem gadu). Šobrīd vienīgais esošo izskatuŠī ģints, goblinu haizivs, kas dzīvo Atlantijas okeānā un Indijas okeānā, ir saglabājusi dažas seno radinieku primitīvās iezīmes, un mūsdienās tā ir dzīva fosilija.

Jautājumi pēc 61.§

1. Kas ir makroevolūcija? Kas kopīgs makro un mikroevolūcijai?

Atbilde. Makroevolūcija ir supraspecifiska evolūcija, atšķirībā no mikroevolūcijas, kas notiek sugā, tās populācijās. Tomēr starp šiem procesiem nav būtisku atšķirību, jo makroevolūcijas procesi balstās uz mikroevolūcijas procesiem. Makroevolūcijā darbojas tie paši faktori - cīņa par eksistenci, dabiskā izlase un ar to saistītā izzušana. Makroevolūcijai, tāpat kā mikroevolūcijai, ir atšķirīgs raksturs.

Makroevolūcija notiek vēsturiski plašos laika periodos, tāpēc tā nav pieejama tiešai izpētei. Neskatoties uz to, zinātnei ir daudz pierādījumu, kas liecina par makroevolūcijas procesu realitāti.

2. Kādus makroevolūcijas pierādījumus mums sniedz paleontoloģiskie dati? Sniedziet pārejas formu piemērus.

Atbilde. Paleontoloģija pēta izmirušu organismu fosilās atliekas un nosaka to līdzības un atšķirības ar mūsdienu organismiem. Paleontoloģiskie dati ļauj izzināt pagātnes floru un faunu, rekonstruēt izmirušo organismu izskatu un atklāt sakarības starp senajiem un mūsdienu floras un faunas pārstāvjiem.

Pārliecinošus pierādījumus par izmaiņām organiskajā pasaulē laika gaitā sniedz dažādu ģeoloģisko laikmetu zemes slāņu fosilo atlieku salīdzinājums. Tas ļauj mums noteikt dažādu organismu grupu izcelsmes un attīstības secību. Piemēram, senākajos slāņos atrodamas bezmugurkaulnieku tipu pārstāvju mirstīgās atliekas, bet vēlākos slāņos – hordātu paliekas. Pat jaunākos ģeoloģiskajos slāņos ir dzīvnieku un augu atliekas, kas pieder mūsdienu sugām līdzīgām sugām.

Paleontoloģiskie dati sniedz daudz materiālu par secīgām saistībām starp dažādām sistemātiskām grupām. Dažos gadījumos bija iespējams noteikt pārejas formas starp senajām un mūsdienu organismu grupām, citos bija iespējams rekonstruēt filoģenētiskās sērijas, tas ir, sugu sērijas, kas secīgi aizstāj viena otru.

Ziemeļdvinas krastos atrasta savvaļas zobaino rāpuļu grupa. Tie apvienoja zīdītāju un rāpuļu īpašības. Dzīvnieku zobainie rāpuļi ir līdzīgi zīdītājiem pēc galvaskausa, mugurkaula un ekstremitāšu uzbūves, kā arī pēc zobu dalījuma ilkņos, priekšzobos un molāros.

Arheopteriksa atklāšana rada lielu interesi no evolūcijas viedokļa. Šim baloža lieluma dzīvniekam bija putna īpašības, taču tas saglabāja arī rāpuļu iezīmes. Putnu pazīmes: pakaļējās ekstremitātes ar tarsu, spalvu klātbūtne, vispārējā forma. Rāpuļu pazīmes: gara astes skriemeļu rinda, vēdera ribas un zobu klātbūtne. Arheopterikss nevarētu būt labs lidotājs, jo tā krūšu kauls ir vāji attīstīts (bez ķīļa), krūšu muskuļi un spārnu muskuļi. Mugurkauls un ribas nebija stingra skeleta sistēma, kas bija stabila lidojuma laikā, kā mūsdienu putniem. Arheopteriksu var uzskatīt par pārejas formu starp rāpuļiem un putniem. Pārejas formas vienlaikus apvieno gan seno, gan evolucionāri jaunāko grupu īpašības. Vēl viens piemērs ir ichthyostegas, pārejas forma starp saldūdens daivu zivīm un abiniekiem.

3. Kāda ir filoģenētisko sēriju rekonstrukcijas nozīme?

Atbilde. Filoģenētiskā sērija. Vairākām dzīvnieku un augu grupām paleontologi spēja atjaunot nepārtrauktu formu sēriju no seniem līdz mūsdienām, atspoguļojot to evolūcijas izmaiņas. Krievu zoologs V. O. Kovaļevskis (1842–1883) atjaunoja zirgu filoģenētisko sēriju. Zirgiem, pārejot uz ātru un ilgu skriešanu, viņu ekstremitāšu pirkstu skaits samazinājās un tajā pašā laikā pieauga dzīvnieka izmērs. Šīs izmaiņas bija sekas zirga dzīvesveida izmaiņām, kas pārgāja uz barošanu tikai ar veģetāciju, kuras meklējumos bija nepieciešams ceļot lielus attālumus. Tiek uzskatīts, ka visas šīs evolucionārās pārvērtības ilga 60–70 miljonus gadu.

Uz paleontoloģijas, salīdzinošās anatomijas un embrioloģijas datiem konstruēto filoģenētisko sēriju izpēte ir svarīga vispārējās evolūcijas teorijas tālākai attīstībai. dabiskā sistēma organismiem, atjaunojot priekšstatu par konkrētas sistemātiskas organismu grupas evolūciju. Pašlaik, lai izveidotu filoģenētiskās sērijas, zinātnieki arvien vairāk izmanto datus no tādām zinātnēm kā ģenētika, bioķīmija, molekulārā bioloģija, bioģeogrāfija, etoloģija utt.

Viena no pazīstamākajām un vislabāk pētītajām ir mūsdienu viena pirksta nagaiņu filoģenētiskā sērija. Vairāki paleontoloģiskie atradumi un identificētas pārejas formas veido zinātnisku pierādījumu bāzi šai sērijai. Zirga filoģenētiskā sērija, ko 1873. gadā aprakstīja krievu biologs Vladimirs Onufrijevičs Kovaļevskis, joprojām ir evolucionārās paleontoloģijas “ikona”.

Evolūcija gadsimtu gaitā

Evolūcijā filoģenētiskās sērijas ir secīgi secīgas pārejas formas, kas noveda pie mūsdienu sugu veidošanās. Pamatojoties uz saišu skaitu, sērijas var būt pilnīgas vai daļējas, taču to apraksta priekšnoteikums ir secīgu pārejas formu klātbūtne.

Zirga filoģenētiskā sērija tiek uzskatīta par evolūcijas pierādījumu tieši šādu secīgu formu klātbūtnes dēļ, kas aizstāj viena otru. Paleontoloģisko atradumu daudzveidība nodrošina tai augstu uzticamības pakāpi.

Filoģenētisko sēriju piemēri

Aprakstīto piemēru vidū zirgu rinda nav vienīgā. Vaļu un putnu filoģenētiskā sērija ir labi pētīta, un tai ir augsta uzticamības pakāpe. Un pretrunīgi vērtēta zinātnieku aprindās un visvairāk izmantota dažādās populistiskās mājienos, ir mūsdienu šimpanžu un cilvēku filoģenētiskā sērija. Zinātnieku aprindās turpinās strīdi par šeit trūkstošajām starpposmēm. Bet neatkarīgi no tā, cik viedokļu ir, filoģenētisko sēriju nozīme kā pierādījums organismu evolucionārajai pielāgošanās spējai mainīgajiem apstākļiem joprojām ir neapstrīdama. vidi.

Saikne starp zirgu evolūciju un vidi

Vairāki paleontologu pētījumi ir apstiprinājuši O. V. Kovaļevska teoriju par zirgu senču skeleta izmaiņu ciešo saistību ar izmaiņām vidē. Mainīgais klimats izraisīja mežu platību samazināšanos, un mūsdienu viena pirksta nagaiņu senči pielāgojās dzīves apstākļiem stepēs. Nepieciešamība pēc straujām kustībām izraisīja izmaiņas ekstremitāšu pirkstu struktūrā un skaitā, izmaiņas skeletā un zobos.

Pirmais ķēdes posms

Eocēna sākumā, vairāk nekā pirms 65 miljoniem gadu, dzīvoja pirmais mūsdienu zirga sencis. Tas ir “zems zirgs” jeb Eohippus, kas bija suņa lielumā (līdz 30 cm), balstās uz visu ekstremitāšu pēdu, kurai bija četri (priekšējie) un trīs (aizmugurējie) pirksti ar maziem nagiem. Eohippus barojās ar dzinumiem un lapām, un tiem bija tuberkulozes zobi. Brūns krāsojums un reti mati uz mobilās astes - tas ir tāls zirgu un zebru sencis uz Zemes.

Starpprodukti

Apmēram pirms 25 miljoniem gadu klimats uz planētas mainījās, un stepju plašumi sāka aizstāt mežus. Miocēnā (pirms 20 miljoniem gadu) parādījās mezohippus un parahipus, kas vairāk līdzinās mūsdienu zirgiem. Un par pirmo zālēdāju priekšteci zirga filoģenētiskajā sērijā tiek uzskatīti Merikhippus un Pliohippus, kas dzīves arēnā ienāca pirms 2 miljoniem gadu. Hipparion - pēdējā trīspirkstu saite

Šis sencis dzīvoja miocēnā un pliocēnā Ziemeļamerikas, Āzijas un Āfrikas līdzenumos. Šim trīspirkstu zirgam, kas atgādināja gazeli, vēl nebija nagi, bet viņš varēja ātri skriet, ēda zāli, un tieši viņa ieņēma plašas teritorijas.

Viena pirksta zirgs - pliohippus

Šie viena pirksta pārstāvji parādās pirms 5 miljoniem gadu tajās pašās teritorijās, kur hipparions. Vides apstākļi mainās - tie kļūst vēl sausāki, un stepes ievērojami paplašinās. Šeit viens pirksts izrādījās svarīgāka izdzīvošanas zīme. Šie zirgi bija līdz 1,2 metru augstumā skaustā, tiem bija 19 pāri ribu un spēcīgi kāju muskuļi. Viņu zobi iegūst garus emaljas vainagus un krokas ar attīstītu cementa slāni.

Zirgu mēs zinām

Mūsdienu zirgs kā filoģenētiskās sērijas pēdējais posms parādījās neogēna beigās, un pēdējā ledus laikmeta beigās (apmēram pirms 10 tūkstošiem gadu) Eiropā un Āzijā ganījās jau miljoniem savvaļas zirgu. Lai gan primitīvo mednieku pūles un ganību samazināšana savvaļas zirgu padarīja par retumu jau pirms 4 tūkstošiem gadu. Bet divas tās pasugas - tarpāns Krievijā un Prževaļska zirgs Mongolijā - spēja izturēt daudz ilgāk nekā visas pārējās.

Savvaļas zirgi

Mūsdienās īstu savvaļas zirgu praktiski nav palicis. Krievu tarpāns tiek uzskatīts par izmirušu sugu, un Prževaļska zirgs dabiskos apstākļos nav sastopams. Zirgu ganāmpulki, kas brīvi ganās, ir savvaļas pieradinātas formas. Lai gan šādi zirgi ātri atgriežas savvaļas dzīvē, tie tomēr atšķiras no patiesi savvaļas zirgiem.

Viņiem ir garas krēpes un astes, un tie ir dažādās krāsās. Ekskluzīvi duna Prževaļska zirgiem un peļu tarpāniem ir apgriezti sprādzieni, krēpes un astes.

Centrālamerikā un Ziemeļamerikā savvaļas zirgus pilnībā iznīcināja indiāņi un tie parādījās tikai pēc eiropiešu ierašanās 15. gadsimtā. Konkistadoru zirgu savvaļas pēcteči radīja neskaitāmus mustangu ganāmpulkus, kuru skaitu mūsdienās kontrolē ar šaušanu.

Papildus mustangiem Ziemeļamerikā ir divas savvaļas salu poniju sugas - Assateague un Sable salās. Daļēji savvaļas Kamargas zirgu ganāmpulki ir sastopami Francijas dienvidos. Daži savvaļas poniji ir sastopami arī Lielbritānijas kalnos un purvos.

Mūsu mīļākie zirgi

Cilvēks pieradināja zirgu un izaudzēja vairāk nekā 300 tā šķirnes. No smagsvariem līdz miniatūriem ponijiem un izskatīgiem sacīkšu zirgiem. Krievijā tiek audzētas aptuveni 50 zirgu šķirnes. Slavenākais no tiem ir Oryol rikšotājs. Ekskluzīvi balts kažoks, izcila rikšošana un veiklība – šīs īpašības tik ļoti novērtēja grāfs Orlovs, kurš tiek uzskatīts par šīs šķirnes pamatlicēju.

Šīs fiziskās izmaiņas notika vienlaikus ar lielām iedzīvotāju blīvuma izmaiņām un sociālā struktūra. Eksperti tos sauc par "evolūcijas inovāciju, jaunu īpašību, kuras senču populācijā nebija un kas attīstījās šo ķirzaku evolūcijas laikā".

Filoģenēze (no grieķu “phylon” - ģints, cilts un “ģenēze”), organismu vēsturiskā attīstība, atšķirībā no ontoģenēzes - individuālā attīstība organismiem. Filoģenēzi – evolūciju pagātnē – nevar tieši novērot, bet filoģenētiskās rekonstrukcijas nevar pārbaudīt ar eksperimentu.

Piemēram, 1844. gadā tika atrasti daži pārakmeņojušies zobi, ko sauc par konodontiem. Žokļiem, atšķirībā no visiem mūsdienu putniem, bija zobi kā rāpuļiem. Otra grūtība ir tāda, ka tehniski nav iespējams pilnībā izpētīt pat vienšūnas organisma organizāciju. Gan primitīvākajiem tetrapodiem, gan plaušu zivīm ir plaušas un trīskameru sirds, kas sastāv no diviem ātrijiem un viena kambara.

Viņš arī formulēja "trīskāršā paralēlisma metodi" - galveno filoģenētisko rekonstrukciju metodi, kas joprojām tiek izmantota modificētā un paplašinātā veidā. Rezultātā arteriālās asinis no plaušām un venozās asinis no pārējā ķermeņa tiek sajauktas, lai gan ne tik daudz kā abiniekiem.

Paralēlismi un to evolucionārā nozīme

Šī zemāko mugurkaulnieku evolūcijas nozare radās kembrija perioda beigās, un fosilā veidā tā nav zināma kopš devona perioda beigām. Fakts ir tāds, ka fosilajiem dzīvniekiem bez žokļiem tika pārkaļķoti žaunu dobumi, smadzeņu dobums un daudzu lielo asinsvadu sienas un citi iekšējie orgāni. Šajā gadījumā darbojas tikai salīdzinošā anatomija un ļoti nepieciešamā apjomā embrioloģija. Plašā datortehnoloģiju izmantošana ir veicinājusi šādu analīzi, un kladogrammas (no grieķu "klados" - filiāles) sāka parādīties lielākajā daļā filoģenētisko publikāciju.

Nukleīnskābju un citu makromolekulu struktūras izpēte tagad ir kļuvusi par vienu no svarīgākajiem trīskāršās paralēlisma metodes papildinājumiem. To varēja uzskatīt par kļūdu, ja 1983. gadā M. F. Ivakhņenko, izmantojot paleontoloģisko materiālu, nebūtu pierādījis, ka bruņurupuči ir attīstījušies no abiniekiem neatkarīgi no visiem citiem rāpuļiem.

Precizējums izpaužas tajā, ka rekonstrukcijas kļūst arvien detalizētākas. Ja pasaulē ap mums ir kaut kas nezināms, tad zinātnes uzdevums ir izpētīt un izskaidrot šo nezināmo, neatkarīgi no teorētiskās un praktiska nozīme mācību priekšmets. Turklāt filoģenētiskās rekonstrukcijas ir pamats, uz kura tiek noskaidroti evolūcijas modeļi.

Ir daudzi citi evolūcijas modeļi, kas ir atklāti filoģenētiskos pētījumos. Evolūcijas procesi tiek novēroti gan dabiskos, gan laboratorijas apstākļos. Eksperimentāli ir pierādīts evolūcijas fakts iekšsugas līmenī, un dabā tieši novēroti veidošanās procesi.

Evolūcijas liecības

Tomēr kaut kur starp paaudzēm ir 31 000–32 000, vienā no populācijām notika dramatiskas izmaiņas, kas nebija novērotas citās. 36 gadus (ārkārtīgi īss evolūcijas periods) mainījās galvas izmērs un forma, palielinājās sakodiena spēks un izveidojās jaunas struktūras gremošanas traktā.

Turklāt jaunās populācijas zarnās ir nematodes, kuru sākotnējā populācijā nebija. Jo īpaši, lai cīnītos pret menču kožu Cydia pomonella (kuras kāpuri ir paši “tārpi” tārpainajos ābolos), tiek aktīvi izmantots Cydia pomonella granurovirus.

Novērojumi ieslēgti mūsdienu veidi parāda, ka esošās populācijās nepārtraukti notiek specifika. Ir daudz piemēru, kā dažādi veidi var krustoties izņēmuma apstākļos. Atkarībā no dzīvotnes ap kalniem salamandras veido dažādas formas, pakāpeniski mainot savas morfoloģiskās un ekoloģiskās īpašības.

Spriežot pēc fosilajiem ierakstiem un mutāciju ātruma mērījumiem, pilnīga genomu nesaderība, padarot krustošanu neiespējamu, dabā tiek sasniegta vidēji 3 miljonu gadu laikā. Tas nozīmē, ka novērot jaunas sugas veidošanos dabiskos apstākļos principā ir iespējams, taču tas ir rets gadījums. Tajā pašā laikā laboratorijas apstākļos var palielināt evolūcijas izmaiņu ātrumu, tāpēc ir pamats cerēt, ka laboratorijas dzīvniekos varēs redzēt specifiku.

Ābolu kode Rhagoletis pomonella ir novērotās simpātiskās sugas paraugs (t.i., sugu veidošanās sadalīšanās ekoloģiskās nišās rezultātā). Prakse rāda, ka bioloģiskās klasifikācijas, kas veidotas uz dažādu raksturlielumu pamata, mēdz sliecas uz vienu un to pašu koku veida hierarhisko shēmu - dabisko klasifikāciju.

Tieši šādu rezultātu var sagaidīt ar dzīvnieku evolucionāro izcelsmi no kopīga senča. Filoģenētiskā koka zarojums atbilst populāciju dalījumam sugu veidošanās procesā. Parasti objektiem, kas nav radušies evolūcijas laikā, šī īpašība nav. Ja vēlaties, varat apvienot šos objektus dažādās hierarhijās, taču nav vienas objektīvas hierarhijas, kas būtībā būtu labāka par visām pārējām.

Šo terminu 1866. gadā ierosināja vācu evolucionists E. Hekels. Vēlāk termins "filoģenēze" saņēma plašāku interpretāciju - tam tika piešķirta evolūcijas procesa vēstures nozīme. Var runāt par atsevišķu raksturu filoģenēzi: orgāniem, audiem, bioķīmiskiem procesiem, bioloģisko molekulu uzbūvi un jebkura ranga taksonu filoģenēzi – no sugām līdz lielvalstīm. Filoģenētisko pētījumu mērķis ir rekonstruēt pētāmo struktūru un taksonu izcelsmi un secīgās evolucionārās transformācijas.

Paleontoloģiskie dati, kā jau minēts, šajās rekonstrukcijās ievieš laika skalu un papildina to ar izmirušām formām, tas ir, padara sēriju detalizētāku un līdz ar to ticamāku.

Filoģenētiskās izpētes metodes ir organiski saistītas ar evolūcijas faktu izpētes metodēm. Līdz šim morfoloģiskā metode ir jāuzskata par galveno filoģenētiskās izpētes metodi, jo transformācijas organisma formā joprojām ir acīmredzamākais fakts un ļauj mums ar lielu panākumu izsekot sugu transformācijas parādībām.

No tā, protams, neizriet, ka filoģenētiskajiem pētījumiem nav piemērojamas citas metodes - fizioloģiskās, ekoloģiskās, ģenētiskās utt. Organisma forma un funkcija ir nesaraujami saistītas. Jebkurš organisms veidojas specifisku vides faktoru ietekmē, tas ar to mijiedarbojas, ir noteiktos sakaros ar citiem organismiem. Taču organisma forma, tā uzbūve vienmēr paliek jūtīgs visu šo saistību rādītājs un kalpo par vadmotīvu filoģenētisko jautājumu pētniekam. Morfoloģiskās izpētes metode ieņem vadošo vietu filoģenēzes izpētē, un tās secinājumi kopumā ir apstiprinājušies, pārbaudot ar citām metodēm. Morfoloģiskās metodes lielā priekšrocība ir tās kombinācijas pieejamība ar salīdzinošo pētījumu metodi, bez kuras nav iespējams atklāt pašu dzīvo sistēmu transformācijas faktu. Morfoloģiskās metodes derīgumu ievērojami palielina fakts, ka tā būtībā ir dziļi paškritiska, jo to var pielietot dažādos virzienos.

Ja mums ir liels paleontoloģiskais materiāls (piemēram, zirga evolūcija), salīdzinošo morfoloģisko metodi varam pielietot secīgām priekšteču un pēcteču sērijām un tādējādi noteikt dotās grupas evolūcijas virzienus un metodes. Attēls sniedz priekšstatu par salīdzinošās morfoloģiskās metodes būtību, ko piemēro zirga senčiem. Sānu pirkstu secīgā samazināšana un vidējā (III) pirksta attīstība parāda “zirgu rindas” evolucionārās attīstības virzienu.

Džerboa ekstremitāšu salīdzinājums ar samazinātu pirkstu skaitu un pieaugošu specializāciju. 1 - mazais jerboa Allactaga elator, 2 - Salpingotas Koslovi, 3 - kupls pēdas Dipus sagitta. I-V - pirksti no pirmā līdz piektajam (pēc Vinogradova teiktā)

Turklāt paleontoloģiskie dati saskan ar mūsdienu formu salīdzinošajiem anatomiskajiem pētījumiem. Attēlā ir salīdzinātas trīs formu ekstremitātes ar pirkstu skaita samazināšanos. Lai gan šī nav filoģenētiska sērija, tā rada iespaidu, ka visas trīs ekstremitātes ir līdzīgu procesu izpausmes rezultāts, kas sasnieguši dažādus attīstības posmus. Līdz ar to salīdzinošā morfoloģiskā metode attiecībā pret mūsdienu formām neatkarīgi no paleontoloģijas liek domāt, ka, piemēram, vienpirksta pēdai vajadzēja attīstīties no daudzpirkstu pēdas. Ja šos secinājumus pievieno salīdzinošās embrioloģijas faktiem, parādot, ka, piemēram, zirga embrijā veidojas sānu pirksti, un pēc tam tie pakāpeniski samazinās, tad mūsu secinājums par vienpirksta zirga izcelsmi no daudziem. -toed sencis kļūst vēl ticamāks.

Šo datu sakritība liecina, ka paleontoloģijas fakti, pieaugušo formu salīdzinošā anatomija un salīdzinošā embrioloģija savstarpēji kontrolē un papildina viens otru, kopumā veidojot sintētisko. trīskāršā metode filoģenētisko pētījumu, ko ierosinājis Hekels (1899) un kas nav zaudējis savu nozīmi līdz mūsdienām. Ir pieņemts, ka paleontoloģijas, salīdzinošās anatomijas un embrioloģijas datu sakritība zināmā mērā kalpo par filoģenētisko konstrukciju pareizības pierādījumu.

Šīs ir visvairāk visparīgie principi filoģenētiskie pētījumi.

Tagad apskatīsim īsi aprakstītos vienotas filoģenētiskās izpētes metodes elementus.

Paleontoloģiskie dati ir vispārliecinošākie. Tomēr tiem ir liels defekts, proti, paleontologs nodarbojas tikai ar morfoloģiskās īpašības un turklāt nepilnīga. Organisms kopumā ir ārpus paleontoloģisko pētījumu jomas. Ņemot to vērā, paleontologam ir īpaši svarīgi ņemt vērā visas pieejamās to dzīvnieku pazīmes, ar kuru atliekām viņam ir darīšana. Pretējā gadījumā viņa filoģenētiskie secinājumi var būt kļūdaini.

Pieņemsim, ka formas A, B, C, D, E, E viena otru aizstāj secīgos ģeoloģiskajos apvāršņos un paleontologam ir iespēja novērot noteiktu to īpašību summu - a, b, c utt. tālāk pieņemsim, ka formai A ir raksturlielumi a 1, b 1, c 1, un formās B, C, D, ... šie raksturlielumi tiek mainīti (attiecīgi a 2, b 2, c 2 .. a 3, b 3, c 3 ... utt.). Tad laika gaitā mēs iegūstam šādu datu sēriju

Šī tablete atbilst, piemēram, zirgu dzimtas senču “rindai”, kur no Eopippus līdz zirgam mums ir virkne īpašību attīstības pēctecības. Tabulā parādīta visu vadošo īpašību secīga attīstība. Katra nākamā zīme (piemēram, 4) tiek atvasināta no katras iepriekšējās (piemēram, 3). Šādos gadījumos kļūst iespējams, ka veidojas sērijas A, B, C, D, E, E filoģenētiskā sērija, t.i., vairāki senči un viņu pēcteči. Šī ir sērija no eohippus līdz zirgam un dažiem citiem.

Tagad pieņemsim, ka mums ir darīšana ar šādiem datiem,

tas ir, mēs nosakām vairākas formas, kas secīgi nomaina viena otru laikā, un saskaņā ar vienu no zīmēm (b) mēs iegūstam secīgas attīstības priekšstatu no b 1 līdz b 5. Tomēr mūsu sērija nav filoģenētiska sērija, jo, piemēram, attiecībā uz rakstzīmēm a un b mēs neievērojam konsekventu specializāciju. Piemēram, sugai A ir formula A (a 1, b 1, b 1), bet suga B acīmredzami nav tās tiešais pēcnācējs, jo tai ir formula B (a 4, b 2, b 2) utt. Acīmredzot šeit mums ir darīšana ar secīgiem filoģenētiskā koka “fragmentiem”, kuriem daudzi zari nav atrasti. Tāpēc sērijas A, B, C, D, D, E faktiski ir vienādas ar A, B 1, C 2, D 3, D 1. Šo sēriju sauc par pakāpienu. Lai izskaidrotu atšķirības starp to un filoģenētisko sēriju, mēs izmantosim attēlu, kurā parādīta zirga evolūcija. Šeit filoģenētiskas būs šādas sērijas: eohippus, orohippus, mesohippus, parahippus, merigippus, pliohippus, plesippus, zirgs. Piemēram, šādas formu sērijas būtu pakāpeniskas: hirakotērijs, epihippus, miohippus, anhitērijs, hipparions, hippidium, zirgs. Tie visi nav senči un pēcnācēji, bet gan secīgi, bet izkaisīti filoģenētiskā koka sānu zari.

Kā redzat, pakāpju sērijai ir liela darba nozīme, jo, pamatojoties uz to, varētu secināt, ka zirgs ir cēlies no polidaktila senča.

Visbeidzot, jūs varat saskarties adaptīvais diapazons, kas parāda jebkuras adaptācijas attīstību. Šāda sērija var būt daļa no filoģenētiskās sērijas, piemēram, zirga kājas pielāgošana skriešanai, taču bieži vien tas tā nav, un adaptīvo sēriju var izdomāt pat uz modernu formu rēķina, kas neveidojas. vispār filoģenētiska sērija. Kā redzam, paleontologam jāsastopas ar lielām grūtībām. Viņa materiāls ir fragmentārs un nepilnīgs.

Tomēr zināma kompensācija par paleontoloģisko datu nepilnību ir iespēja attiecināt vides datus uz paleontoloģiju. Noteikta orgāna forma (kājas uzbūve, zobu aparāta uzbūve u.c.) ļauj izdarīt secinājumus par izmirušo dzīvnieku dzīvesveidu un pat barības sastāvu. Tas rada iespēju rekonstruēt to ekoloģiskās attiecības. Atbilstošo zināšanu jomu, kas noteikta V. O. Kovaļevska darbos, sauca par paleobioloģiju (Ābels, 1912). Tas kompensē paleontologa ideju sadrumstalotību par izmirušiem dzīvniekiem. Attiecībā uz formām, kurām nav skeleta, paleontoloģija sniedz tikai niecīgu filoģenētikas materiālu, un šajos gadījumos pirmajā vietā ir salīdzinošā morfoloģija ar tās metodi, kas salīdzina ģeoloģiskās modernitātes pieaugušo un embrionālo formu homologās struktūras. Paleontoloģisko datu trūkums padara filoģenētisko secinājumu izdarīšanu daudz grūtāku. Tāpēc mūsu filoģenētiskās konstrukcijas ir visuzticamākās attiecībā uz tām formām, kurām ir zināms paleontoloģiskais materiāls.

Tomēr, pat ja nav paleontoloģisko datu, pētnieks nepaliek neapbruņots. Šajā gadījumā viņš izmanto citu metodi, proti, ontoģenētiskās attīstības posmu izpēti.

Ja atrodat kļūdu, lūdzu, iezīmējiet teksta daļu un noklikšķiniet Ctrl+Enter.