Доказательства эволюции
Пути эволюции
В своих работах советский ученый Северцов А.Н. выделил понятия биологического прогресса и регресса.
Биологический прогресс подразумевает победу вида в борьбе за существование. Биологический прогресс характеризуется следующими признаками:
- Численность вида увеличивается
- Ареал расширяется
- Смертность особей уменьшается
- Рождаемость увеличивается
- Происходит процветание вида
Основными направлениями биологического прогресса являются:
- Ароморфоз (греч. airomorphosis — поднимаю форму)
Ароморфоз представляет собой прогрессивное эволюционное преобразование, повышающее уровень организации организмов. В результате ароморфоза становится возможным освоение новых, ранее недоступных для жизни, территорий. К примеру, теплокровность птиц позволила им заселить места с холодным климатом.
Идиоадаптация подразумевает незначительные, частные изменения в строении и функциях организма, которые помогают приспособиться к условиям среды обитания. Идиоадаптации существенно не повышают уровень организации.
Общей дегенерацией называют упрощение организации, которое заключается в утрате отдельных органов и систем органов. У многих этот пункт вызывает внутреннее противоречие: как общая дегенерация может относиться к биологическому прогрессу?
На самом деле, если орган или система органов не нужна организму в его условиях обитания — то зачем она? Эта система может исчезнуть и освободить место для других, более полезных в данных условиях, органов.
У многих паразитов отсутствуют различные органы, к примеру, у ленточных червей нет пищеварительной системы. А зачем она им, когда пища в кишке, где они обитают, уже переварена и расщеплена организмом хозяина?
Биологический регресс характеризуется признаками, противоположными биологическому прогрессу:
- Численность вида уменьшается
- Ареал сужается
- Смертность особей возрастает
- Рождаемость уменьшается
- Происходит вымирание вида
Главная причина биологического регресса в том, что скорость эволюции вида отстает от скорости изменения внешней среды, эволюции других видов: это несоответствие снижает приспособленность организмов. Часто деятельность человека молниеносно меняет окружающую среду: далеко не все виды могут приспособиться к этому, происходит вымирание.
Сравнительно-анатомические доказательства эволюции
Изучение строения органов и их эволюционных изменений у различных групп организмов является основой выявления сравнительно-анатомических доказательств эволюции. Яркими примерами анатомических доказательств эволюции являются гомологичные и аналогичные органы.
- Гомологичные органы (гомология, от греч. homo(s) — равный, одинаковый)
Такие органы развиваются из одних и тех же зародышевых листков, имеют общий план строения, но выполняют разные функции. Это связано с тем, что животные освоили разные среды обитания, из-за чего происходит дивергенция (лат. divergo — отклоняюсь) — расхождение признаков у первоначально близких животных в ходе эволюции.
Гомологичны между собой скелеты конечностей различных классов позвоночных: рука — ласт — крыло птицы, колючки кактуса — усики гороха — листья растений.
Аналогичные органы развиваются из разных зародышевых листков, имеют различное строение, но выполняют схожие функции. Такое сходство возникает в результате приспособления к одним и тем же условиям среды, из-за чего происходит конвергенция (лат. convergo — сближаю) — схождение признаков у неблизкородственных видов в ходе эволюции.
Аналогичными органами являются крыло птицы — крыло бабочки, глаз человека — глаз кальмара, усики винограда — усики гороха, жабры рака — жабры рыбы.
В строении нынешних животных можно найти признаки древних предковых форм, которые также свидетельствуют об эволюции. Сейчас мы обсудим рудименты и атавизмы.
Рудименты (лат. rudimentum — зачаток) — органы, которые в ходе эволюции утратили свое функциональное значение. Они сохраняются в течение всей жизни и в норме обнаруживаются у человека и животных.
У человека к рудиментарным органам относятся: зубы мудрости, копчик, ушные мышцы, аппендикс (червеобразный отросток), третье веко (эпикантус).
Атавизмы (лат. atavus — отдалённый предок) — случаи проявления у отдельных особей признаков дальних предков. Атавизмы сугубо индивидуальны и не являются нормой. Они также являются доказательством эволюции.
У человека атавизмами могут являться хвост, волосатое тело, добавочные молочные железы, незаращение межпредсердной перегородки.
Переходные формы
Переходные формы свидетельствуют о филогенетической преемственности, соединяя в своем строении черты высших и низших классов. Они — наглядное, живое доказательство эволюции.
Такими формами являются, к примеру, утконос и ехидна из класса млекопитающих. При многих признаках млекопитающих, они откладывают яйца, тем самым подтверждают родство млекопитающих с пресмыкающимися.
Эмбриологические доказательства
Эмбриология (греч. embryon — зародыш) — раздел биологии, изучающий строение эмбрионов. Только вдумайтесь: на этапе эмбриона, через который мы с вами успешно прошли, у нас можно было найти закладку жаберных дуг, которые существуют непродолжительное время, после чего исчезают.
А у рыб, например, жаберные дуги не исчезают — из них развиваются жабры.
Немецкие ученые Ф. Мюллер и Э. Геккель во второй половине XIX века сформулировали биогенетический закон, гласящий, что онтогенез (индивидуальное развитие) каждой особи есть краткое и быстрое повторение филогенеза (исторического развития вида).
Биогенетический закон Мюллера-Геккеля объясняет повторение этапов (на стадии зародыша), которые были свойственны нашим далеким предкам. Таким образом, мы проходим их этапы, но, не останавливаясь на них, двигаемся дальше к более совершенным этапам.
У головастиков лягушек развивается плавник, есть жабры — это наглядное повторение признаков, которые характерны для их предков — рыб.
Карл Бэр сформулировал закон зародышевого сходства, который гласит, что на ранних стадиях развития зародыши позвоночных животных настолько похожи друг на друга, что практически неразличимы между собой. Это также указывает и подтверждает единство происхождения животного мира.
Палеонтологические доказательства эволюции
Палеонтология (греч. palaios – древний) изучает ископаемые останки вымерших животных, их сходства и различия с ныне живущими видами. Сопоставляя друг с другом ископаемые останки разных геологических эпох, можно увидеть как происходила эволюция различных видов животных и растений.
В результате таких исследований иногда удается открыть переходные формы, а иногда — целые филогенетические ряды, то есть совокупность последовательно сменяющих друг друга форм одного вида. Так, к примеру, был открыт филогенетический ряд лошади.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник
Биология. 11 класс
§ 48. Основные доказательства эволюции
Современная наука обладает множеством данных, доказывающих эволюционное развитие живой природы. Они свидетельствуют о происхождении всех живых существ от общих предков, позволяют устанавливать ход филогенеза — исторического развития различных групп организмов, как ныне существующих, так и вымерших, выявлять степень их эволюционного родства. На сегодняшний день доказательства эволюции накоплены в рамках целого ряда биологических дисциплин. Рассмотрим важнейшие из этих доказательств.
Сравнительно-анатомические доказательства эволюции. Сравнительная анатомия занимается выявлением общих черт и различий в строении организмов. Высокая степень сходства исследуемых организмов указывает на общность их происхождения и близкое эволюционное родство. Например, передние конечности различных позвоночных животных устроены по единому плану (рис. 48.1). Они состоят из трех отделов: плеча, включающего плечевую кость, предплечья с локтевой и лучевой костями и кисти, в которой выделяют запястье, пясть и фаланги пальцев.
При этом у разных позвоночных животных передние конечности могут выполнять одинаковые или различные функции, выглядеть сходным образом или в значительной степени отличаться по внешнему виду. Те или иные кости в их составе могут иметь разную форму и относительные размеры, срастаться или даже отсутствовать. Однако сходство строения передних конечностей позвоночных, обусловленное единством их происхождения, очевидно. Органы, которые независимо от выполняемых функций (они могут быть одинаковыми или разными) имеют единый план строения и общее происхождение, называются гомологичными. Следовательно, передние конечности позвоночных животных представляют собой гомологичные органы.
Примерами гомологичных органов могут служить ядовитые железы змей и слюнные железы других позвоночных. Жало пчелы гомологично яйцекладу кузнечика и некоторых других насекомых. Гомологичными по отношению друг к другу являются мясистый стебель кактуса и донце луковицы репчатого лука (это видоизмененные стебли), усики гороха и ловчие аппараты насекомоядного растения росянки (видоизмененные листья) и т. д.
Наличие гомологичных органов указывает на эволюционное родство организмов, их происхождение от общих предков. Различия между гомологичными органами, которые могут проявляться во внешнем виде и выполняемых функциях, свидетельствуют о дивергенции — эволюционном расхождении признаков у родственных организмов, приспосабливающихся к разным условиям среды.
Аналогичными называют органы, имеющие внешнее сходство и выполняющие одинаковые функции, но различные по происхождению. Например, разное происхождение имеют крылья птиц (передние конечности) и насекомых (выросты хитинового покрова), корневые шишки георгина (видоизмененные корни) и клубни картофеля (видоизмененные побеги). Колючки барбариса по происхождению являются листьями, а шипы ежевики — выростами покровной ткани (рис. 48.2). Аналогичны друг другу копательные конечности крота и медведки, раковина виноградной улитки и панцирь черепахи (см. рис. 48.2).
Факты наличия аналогичных органов у разных организмов не свидетельствуют об их эволюционном родстве. Однако они указывают на то, что в ходе эволюции у различных групп организмов, живущих в сходных условиях среды и ведущих сходный образ жизни, под действием естественного отбора развивались похожие приспособления.
Рудименты — это органы, которые были хорошо развиты у предков тех или иных организмов, но в ходе эволюции утратили свое основное значение и сохранились у современных видов в зачаточном состоянии. Закладка таких органов происходит в эмбриональном периоде онтогенеза, однако полностью они не развиваются, оставаясь в течение всей жизни недоразвитыми.
Так, рудиментами являются зачатки тазовых костей у китообразных и ряда змей, редуцированные глаза у некоторых обитателей пещер и почвы, например у крота, недоразвитые крылья у нелетающей птицы киви и жужжальца (вторая пара крыльев) у двукрылых насекомых. Более 90 рудиментов насчитывают у человека. Это копчик, аппендикс, третье веко, мышцы, поднимающие волосы, двигающие ушные раковины и т. д. Наличие рудиментарных органов указывает на родство современных видов c их эволюционными предками, у которых данные органы были хорошо развиты и в полной мере выполняли свойственные им функции. Постепенная редукция этих органов в ходе эволюции служит доказательством действия движущей формы естественного отбора.
Проявление у отдельных особей того или иного вида признака, свойственного отдаленным предкам, но утраченного этим видом в ходе эволюции, называют атавизмом. Атавизмы свидетельствуют о родственных связях ныне существующих видов с их предками и указывают на то, что у современных организмов сохранились гены предков, контролирующие данные признаки. Однако в норме действие этих генов подавлено. Таким образом, атавизмы, в отличие от рудиментов, представляют собой отклонения от нормы. Примерами атавизмов могут служить: наличие добавочных пальцев на ногах у лошадей (рис. 48.3), развитых задних конечностей у дельфинов, «рыбьих» чешуй на отдельных участках кожи у современных земноводных. У человека атавизмами являются наличие хвоста, дополнительных сосков, густого волосяного покрова тела (см. рис. 48.3).
Источник
Доказательства эволюции
Сравнительно-анатомические
Эмбриологические
В эмбриональном (зародышевом) развитии организмы имеют признаки своих эволюционных предков. Например,
- все организмы начинают развитие с одноклеточной стадии (зиготы);
- двуслойный зародыш (гаструла) соответствует кишечнополостным;
- близкородственные организмы имеют сходные стадии зародышевого развития (сходную последовательность закладки органов);
- зародыш человека покрыт шерстью, имеет хвост – это говорит о происхождении человека от животных.
Палеонтологические
1) Ископаемые остатки и отпечатки (окаменелости) древних организмов показывают, как шло их историческое развитие (эволюция).
2) Филогенетические ряды – это ряды видов, последовательно сменявших друг друга в процессе эволюции.
3) Переходные формы (доказывают происхождение организмов):
- кистеперая рыба латимерия и стегоцефал – земноводных от рыб;
- археоптерикс – птиц от пресмыкающихся.
Биогеографические
Флора и фауна (ФФ) вулканических островов
- очень бедна, потому что животным и растениям тяжело попасть с материка на новый остров;
- содержит много эндемиков (видов, обитающими только здесь).
ФФ островов, отколовшихся от материка, очень похожа на ФФ материка; чем раньше произошло отделение – тем больше отличия.
Биохимические
Все живые организмы на Земле состоят в основном из белков; наследственная информация закодирована в нуклеиновых кислотах, одинаково происходят процессы репликации, транскрипции, трансляции, гликолиза и т.п. Всё это свидетельствует о единстве органического мира.
Еще можно почитать
Задания части 1
Выберите один, наиболее правильный вариант. Какой стадии эмбрионального развития соответствует строение пресноводной гидры
1) бластуле
2) гаструле
3) нейруле
4) зиготе
Выберите один, наиболее правильный вариант. Пресмыкающиеся произошли от
1) кистеперых рыб
2) стегоцефалов
3) ихтиозавров
4) археоптериксов
Выберите один, наиболее правильный вариант. К эмбриологическим доказательствам эволюции относят
1) ископаемые остатки
2) рождение людей с увеличенным числом хвостовых позвонков
3) волосяной покров человеческого зародыша
4) сходство в строении конечностей птиц и млекопитающих
Выберите один, наиболее правильный вариант. Формирование в процессе эволюции у кистеперых рыб легких и плавников особого строения позволило считать их предками
1) костных рыб
2) хрящевых рыб
3) земноводных
4) пресмыкающихся
ЭМБРИОЛОГИЧЕСКИЕ
1. Выберите из текста три предложения, в которых даны описания эмбриологических доказательств эволюции. Запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. (1) Существует связь между онтогенезом и историческим развитием вида — филогенезом. (2) У представителей близких систематических групп проявляется сходство в строении и функциях многих систем органов. (3) Ф. Мюллер и Э. Геккель сформулировали биогенетический закон «Онтогенез — есть краткое и быстрое повторение филогенеза». (4) Повторение признаков объясняется тем, что на разных стадиях развития зародыша включаются сохранившиеся гены далеких предков. (5) В пользу эволюции свидетельствуют рудименты, органы, утратившие свое значение для вида. (6) К рудиментам относят наличие копчиковых позвонков, волосяной покров на конечностях человека.
2. Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых указаны эмбриологические методы изучения эволюции. Запишите цифры, под которыми они указаны.
(1) Тело зародыша хордовых делится на головной, туловищный, хвостовой отделы. (2) У зародыша закладываются жаберные щели. (3) Развитие эмбриона проходит стадии бластулы, гаструлы, нейрулы. (4) У человека присутствуют рудиментарные органы. (5) Клетки эмбриона человека имеют 46 хромосом.
3. Выберите из текста «Доказательства эволюции» три предложения, в которых даны описания эмбриологических доказательств. Запишите цифры, под которыми они указаны.
(1) На ранних стадиях развития зародыши разных классов одного типа имеют сходное строение. (2) Особи одного класса животных сходны по внутреннему и внешнему строению. (3) В соответствии с биогенетическим законом «Онтогенез есть краткое и быстрое повторение филогенеза». (4) У всех многоклеточных тканевых животных онтогенез начинается с дробления зиготы с формированием бластулы, гаструлы, нейрулы. (5) Наличие у животных рудиментов и атавизмов служит свидетельствами эволюции видов. (6) К рудиментам человека относят наличие копчиковых позвонков, волосяного покрова, зубов мудрости. (7) К атавизмам человека относят густой волосяной покров на всем теле, многососковость.
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие эмбриологические доказательства эволюции подтверждают родство человека с другими позвоночными животными?
1) закладка у зародыша жаберных щелей
2) наличие в клетках тела эмбриона человека 46 хромосом
3) развитие у зародыша хвостового отдела
4) наличие гомологичных органов
5) развитие рудиментарных органов
6) деление тела на головной, туловищный, хвостовой отделы
ЭМБРИОЛОГИЧЕСКИЕ — СРАВНИТ.-АНАТОМ.
1. Установите соответствие между примерами и доказательствами эволюции, которым они соответствуют: 1) эмбриологические, 2) сравнительно-анатомические. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) онтогенез шимпанзе начинается с зиготы
Б) крыло птицы и лапа крота – гомологичные органы
В) рудименты тазового пояса кита и конечностей питона
Г) наличие жаберных щелей у зародыша млекопитающего
Д) стадия бластулы в онтогенезе позвоночных
2. Установите соответствие между примерами и доказательствами эволюции: 1) сравнительно-анатомические, 2) эмбриологические. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) рудименты третьего века у человека
Б) закладка жаберных карманов у зародыша человека
В) гомологичные органы – крыло птицы и ласта кита
Г) образование вторичного рта в стадии развития хордового животного
Д) начало онтогенеза с зиготы
Е) единый план строения конечностей позвоночных животных
ЭМБРИОЛОГИЧЕСКИЕ — ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКИЕ
1. Установите соответствие между примером и группой доказательств эволюции животных: 1) палеонтологические, 2) эмбриологические. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) окаменелости моллюсков
Б) скелетные останки мамонта
В) жаберные щели у хордовых
Г) личинка насекомого в янтаре
Д) нервная трубка у рыб
Е) хорда у позвоночных
ЭМБРИОЛОГИЧЕСКИЕ — ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКИЕ — СРАВНИТ.АНАТОМ
1. Установите соответствие между примерами и доказательствами эволюции: 1) сравнительно-анатомические, 2) палеонтологические, 3) эмбриологические. Запишите цифры 1-3 в порядке, соответствующем буквам.
А) наличие жаберных щелей у зародышей хордовых животных
Б) аппендикс у человека
В) останки зверозубых ящеров
Г) рудименты тазового пояса кита
Д) стадии бластулы, гаструлы, нейрулы в развитии многоклеточных животных
Е) филогенетический ряд слонов
2. Установите соответствие между примерами и методами изучения эволюции: 1) сравнительно-анатомический, 2) эмбриологический, 3) палеонтологический. Запишите цифры 1-3 в порядке, соответствующем буквам.
А) отпечаток семенного папоротника в пластах каменного угля
Б) сходство зародышевого развития хордовых на ранних этапах развития
В) рудимент тазового пояса питона
Г) появление развитого хвостового отдела позвоночника у человека
Д) филогенетический ряд моллюсков
Е) окаменелость белемнита
ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКИЕ
1. Выберите из текста три предложения, в которых описываются палеонтологические доказательства эволюции. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) История развития органического мира на Земле сохранилась в виде ископаемых остатков. (2) Доказано, что у близкородственных групп организмов белки сходны по аминокислотному составу. (3) Например, гемоглобин у человека и шимпанзе идентичен, а между гемоглобином человека и гориллы отличия в двух аминокислотах. (4) Известно, что план строения наземных позвоночных одинаков у различных классов. (5) Обнаружены переходные формы от водорослей к высшим растениям — это псилофиты. (6) В царстве животных восстановлена эволюция многих групп, составлены филогенетические ряды.
2. Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых указаны палеонтологические методы изучения эволюции. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) Переходные формы – это организмы, сочетающие признаки и древних, и молодых групп крупных систематических таксонов. (2) Риниофиты были первыми наземными растениями. (3) В.О.Ковалевский создал филогенетический ряд лошади и доказал постепенность процесса эволюции. (4) Сопоставляя флору и фауну различных континентов, ученые восстанавливают ход эволюции. (5) В озере Байкал обитает много эндемичных видов.
ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКИЕ — СРАВНИТЕЛЬНО-АНАТОМИЧЕСКИЕ
1. Установите соответствие между примером и типом доказательств эволюции, к которому этот пример относят: 1) палеонтологические, 2) сравнительно-анатомические
А) переходные формы
Б) гомологичные органы
В) рудименты
Г) единый план строения органов
Д) окаменелости
Е) атавизмы
2. Установите соответствие между примером и типом доказательств эволюции животного мира, который он иллюстрирует: 1) сравнительно-анатомические, 2) палеонтологические
А) филогенетический ряд лошади
Б) наличие копчика в скелете человека
В) перо птицы и чешуя ящерицы
Г) отпечатки археоптерикса
Д) многососковость у человека
3. Установите соответствие между примерами и методами изучения эволюции: 1) палеонтологические, 2) сравнительно-анатомические. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) крыло птицы и крыло бабочки
Б) останки зверозубых ящеров
В) филогенетический ряд лошади
Г) многососковость у шимпанзе
Д) аппендикс у человека
4. Установите соответствие между примерами объектов и методами изучения эволюции, в которых используются эти примеры: 1) палеонтологический, 2) сравнительно-анатомический. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) колючки кактуса и колючки барбариса
Б) останки зверозубых ящеров
В) филогенетический ряд лошади
Г) многососковость у человека
Д) аппендикс у человека
5. Установите соответствие между примерами и доказательствами эволюции, которые этими примерами иллюстрируются: 1) палеонтологические, 2) сравнительно-анатомические. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) останки зверозубого ящера
Б) отпечатки археоптерикса на породах
В) наличие хвоста у человека
Г) филогенетический ряд лошади
Д) филогенетический ряд слона
Е) многососковость у человека
6. Установите соответствие между доказательствами эволюции и науками: 1) палеонтология, 2) сравнительная морфология. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) формы тела кита и акулы
Б) окаменелости папоротников
В) останки динозавров
Г) гомологичные органы лягушки и варана
Д) филогенетический ряд лошади
Е) редуцированный околоцветник у ивы
СОБИРАЕМ
А) обильное оволоснение тела человека
Б) отпечатки листьев папоротника на каменном угле
В) ископаемые переходные формы
Г) ласты дельфина и плавники рыбы
Д) редуцированные тазовые кости у кита
================================
Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие методы исследования используют для изучения эволюционных процессов?
1) гибридологический
2) физиологический
3) палеонтологический
4) сравнительно-анатомический
5) полиплоидизации
Источник
