Главная | Обратная связь

Докази еволюції органічного світу. Філогенетичні ряди.

Докази еволюції органічного світу дають досягнення багатьох біологічних наук: порівняльної анатомії і ембріології, палеонто­логії, біогеографії, систематики і генетики.

Порівняльна анатомія вивчає спільність і відмінності в будо­ві організмів. Одним з перших вагомих доказів єдності органічно­го світу було відкриття клітинної будови тварин і рослин і ство­рення клітинної теорії.

Доказом єдності походження всіх хребетних служить єдиний план їх будови: двостороння симетрія, наявність повторної поро­жнини тіла, осьового скелета, головного і спинного мозку, двох пар кінцівок і основних систем органів (кровоносної, дихальної, травної, виділення тощо).

Доказами єдності походження і еволюції органічного світу є наявність гомологічних і аналогічних органів, рудиментів і атаві­змів. Так, передні кінцівки хребетних, не дивлячись на різний зовнішній вигляд і виконувані функції, мають єдиний план будо­ви (скелет складається з плеча, передпліччя, утвореного ліктьо­вою і променевою кістками, кісток зап'ястка, п'ясті та фаланг пальців), розвиваються у зародків зі схожих зачатків і однаково розташовані на тілі тварин. Такі органи, схожі за зага­льним планом будови і походженням, але виконуючі різні функції, називаються гомологічними. Гомологічними є передні кінцівки крота і жаби, крила птахів, ласти тюленів, нога коні і рука люди­ни. Органи, які мають різну будову і походження, але виконують однакові функції, називаються аналогічними. Так, крило метели­ка і крило птаха виконує однакові функції, але будова і походжен­ня їх різна: крила метелика розвинулися з шкірного покриву дру­гого і третього сегментів грудей, а крила птаха є видозміненими передніми кінцівками. Для встановлення спорідненості між орга­нізмами і доказу еволюції аналогічні органи значення не мають.

Рудименти (від лат. rudimentum — зачаток, першооснова), рудиментарні органи — порівняно спрощені, недорозвинені (в порівнянні з гомологічними структурами предків і близьких форм) структури, що втратили своє основне значення в організмі в процесі філогенезу. Рудименти закладаються під час зародкового розвитку, але повністю не розвиваються. Приклади рудиментів у тварин: мала гомілкова кістка у птахів, очі у деяких печерних і риючих тварин (протей, сліпець, кріт), залишки волосяного по­криву і тазових кісток у низки китоподібних. У людини до руди­ментів відносяться хвостові хребці, волосяний покрив тулуба, вушні м'язи, апендикс тощо. На відміну від атавізмів рудименти зустрічаються у всіх особин виду.

Атавізми (від лат. atavus — предок) — поява у окремих орга­нізмів даного виду ознак, які існували у віддалених предків, але були втрачені в процесі еволюції. Приклади атавізмів: трихпалість у сучасних коней, розвиток додаткових пар молочних залоз (полімастія), хвоста, волосяного покриву на всьому тілі (гіпертрихоз) у людини. Виникнення атавізмів в онтогенезі особини пояснюється тим, що гени (і морфо-генетичні системи), відповіда­льні за дану ознаку, зберігаються в еволюції даного виду, але їх дія при нормальному розвитку блокується іншими генами (репресорами). Через багато поколінь в онтогенезі окремих особин з різ­них причин блокуюча дія може бути знята й ознака виявляється знову. Іноді атавізм виникає при регенерації втрачених особиною органів. Атавізм може спостерігатися також при ретардації — затримці онтогенетичного розвитку якої-небудь ознаки на ранніх стадіях.

Порівняльно-анатомічне вивчення організмів дозволило встановити перехідні форми, які поєднують в своїй будові ознаки організмів нижчих і вищих систематичних одиниць. Наприклад, у нижчих ссавців (єхидна, качконіс) є клоака й вони відкладають яйця подібно плазуючим, але вигодовують дитинчат молоком, як ссавці. Вивчення перехідних форм дозволяє встановити спорідне­ність між представниками різних систематичних груп.

Ембріологія (від грец. embryon — зародок і ...логія) — наука, яка вивчає зародковий розвиток організмів. Всі багатоклітинні організми розвиваються із заплідненого яйця. Процеси розвитку зародків у тваринних, що відносяться до одного типу, багато в чому схожі. У всіх хордових тварин в ембріональному періоді за­кладається осьовий скелет — хорда, виникає нервова трубка, в передньому відділі глотки утворюються зяброві щілини. План будови хордових тварин також однаковий. На ранніх стадіях роз­витку зародки хребетних надзвичайно схожі . Ці факти підтверджують справедливість сформульованого К. Бером закону зародкової схожості: «Ембріони виявляють вже починаючи з найраніших стадій деяку загальну схожість в межах типу». Схо­жість зародків служить свідоцтвом спільності їх походження. Надалі в будові зародків виявляються ознаки класу, роду, виду і, нарешті, ознаки, характерні для даної особини. Розбіжність ознак зародків у процесі розвитку називається ембріональною диверге­нцією і пояснюється історією даного виду, відображаючи еволю­цію тієї або іншої систематичної групи тварин.

Поява в ембріональному періоді розвитку сучасних тварин­них ознак, властивих далеким предкам, відображає еволюційні перетворення в будові органів.

В своєму розвитку організм проходить одноклітинну стадію (стадія зиготи), що може розглядатися як повторення філогенети­чної стадії первісної амеби. У всіх хребетних, включаючи вищих їх представників, закладається хорда, яка далі заміщається хреб­том, а у їх предків, якщо судити по ланцетнику, хорда залишала­ся все життя. Під час ембріонального розвитку птахів і ссавців, включаючи людину, з'являються зяброві щілини в глотці і відпо­відні їм перегородки. Факт закладки частин зябрового апарату у зародків наземних хребетних пояснюється їх походженням від рибоподібних предків, які дихають зябрами. Будова серця людсь­кого зародка в цей період нагадує будову цього органу у риб: воно з одним передсердям і одним шлуночком. У беззубих китів у емб­ріональному періоді з'являються зуби. Зуби ці не прорізуються, вони руйнуються і розсмоктуються. Наведені тут і багато інших прикладів указують на глибокий зв'язок між індивідуальним розвитком організмів і їх історичним розвитком. Цей зв'язок знайшов свій вираз в біогенетичному законі, сформульованому Ф. Мюллером і Е. Геккелем в XIXст.: онтогенез (індивідуальний розвиток) кожної особини є коротке і швидке повторення філо­генезу (історичного розвитку) виду, до якого ця особина нале­жить.

Палеонтологія (від грец. palaios — стародавній, ontos — істо­та і ...логія) вивчає викопні залишки організмів. Палеонтологічні знахідки дозволяють відновити зовнішній вигляд вимерлих тва­рин, їх будову, схожість і відмінності з сучасними. Це дає можли­вість прослідити розвиток органічного світу в часі. Наприклад, в найдавніших геологічних пластах знайдені залишки лише пред­ставників безхребетних, в більш пізніх — хордових тварин, а в молодих відкладеннях — тварин, схожих із сучасними. Палео­нтологічні знахідки підтверджують наявність наступних зв'язків між різними систематичними групами. В одних випадках вдалося знайти перехідні форми, які поєднують ознаки стародавніх і істо­рично більш молодих тварин (наприклад, стегоцефали, археопте­рикс) і рослин (наприклад, псилофіти, насінні папороті). У інших випадках палеонтологам вдалося встановити філогенетичні ряди, тобто форми, що послідовно змінюють один одного в процесі ево­люції (наприклад, так було встановлено історичний розвиток ко­ня). Таким чином, палеонтологічні знахідки чітко свідчать про те, що у міру переходу від більш давніх земних шарів до сучасних відбувається поступове підвищення організації тварин і рослин, наближення їх до сучасних.

№122