Урок №24 Доказательства макроэволюции

К палеонтологическим доказательствам эволюции относят:

• • ископаемые остатки организмов вымерших видов;

  • ископаемые переходные формы;

  • филогенетические ряды современных видов.

Ископаемые остатки раковин морских организмов

Ископаемые переходные формы — это вымершие организмы, сочетающие признаки более древних и более молодых групп.

Переходные формы позволяют установить родственные связи между современными и вымершими организмами. Наличие переходных форм доказывает историческое развитие живой природы и помогает в построении естественной системы растительного и животного мира.

Примеры:

• кистепёрые рыбы — стегоцефалы — земноводные;

• пресмыкающиеся — археоптерикс — птицы;

• пресмыкающиеся — звероящеры — млекопитающие;

• водоросли — псилофиты — споровые растения;

• папоротниковидные — семенные папоротники — голосеменные.

Отпечаток древнего растения

Скелет зверозубого ящера

Филогенетические (палеонтологические) ряды — последовательности переходных ископаемых форм, отражающие эволюцию современных видов.

Установление филогенетических рядов доказывает существование эволюционного процесса и возможность происхождения одного вида от другого.

Примеры:

• филогенетический ряд современной лошади;

• филогенетический ряд человека;

• филогенетический ряд хоботных.

Эволюция хоботных

К сравнительно-анатомическим доказательствам эволюции относятся:

• • сходный план строения организмов разных систематических групп;

  • живые переходные формы;

  • гомологичные органы;

  • аналогичные органы;

  • рудименты;

  • атавизмы.

Живые переходные формы — это современные организмы, имеющие в своём строении признаки разных систематических групп.

Например, у ланцетника однослойный кожный эпителий, сегментация мышц, органов выделения и размножения показывают его сходство с беспозвоночными, а наличие хорды, нервной трубки и жаберных щелей — сходство с позвоночными.

Ланцетник

Растущие в тропических лесах саговники имеют в своём строении признаки папоротников и голосеменных. Крупные сложные листья и плавающие жгутиковые сперматозоиды — общие черты с папоротниками, но образование семян сближает саговниковых с голосеменными.

Саговник

Гомологичные органы — органы, имеющие сходное происхождение и строение, но выполняющие разные функции.

Эти органы развиваются из одинаковых зачатков, занимают на теле одинаковое место, но внешне различаются. Позволяют установить родственные связи между организмами.

Примеры:

Передние конечности человека, собаки и крота

(гомологичные органы)

Аналогичные органы — органы, имеющее разное происхождение и строение, но выполняющие одинаковые функции и обладающие внешним сходством.

Аналогичные органы формируются из разных зачатков у неродственных групп организмов. Могут занимать на теле разное положение, но похожи внешне, так как формировались в одинаковых условиях. Доказывают направленное действие естественного отбора.

Примеры:

• крылья насекомых и птиц;

• передние конечности крота и медведки;

• жабры многощетинковых червей, ракообразных и рыб;

• бивни моржа и слона;

• колючки кактусов и боярышника.

Роющие конечности крота и медведки

(аналогичные органы)

Рудименты — недоразвитые органы современных организмов, которые были хорошо развиты у предков.

Рудименты сохраняются на протяжении жизни у всех особей вида, но особого значения не имеют. Доказывают родственные связи между организмами.

Примеры:

• аппендикс, третье веко, копчик у человека;

• зачатки костей задних конечностей у китов;

• редуцированные глаза у кротов;

• зачаточные крылья у нелетающих птиц;

• жужжальца у двукрылых.

Рудиментарные кости задних конечностей кита

Атавизмы — случаи возврата к признакам предков.

Возникают у отдельных особей вида как отклонения в развитии. Доказывают, что в генотипе современных организмов сохранились гены предков, отвечающих за развитие этих признаков.

Примеры:

• избыточный волосяной покров, хвост, многососковость у человека;

• трёхпалые конечности у лошади;

• ноги у безногих ящериц и змей.

Конечности у безногой ящерицы

Изучение эмбрионального развития живых организмов даёт неоспоримые доказательства эволюции.

Эмбриологическими доказательствами являются:

Известно, что каждый многоклеточный организм начинает своё развитие с одной клетки — зиготы.

Начальные стадии эмбриогенеза животных

На первых стадиях развития эмбрионы организмов одного типа похожи. Например, у зародышей всех позвоночных сначала образуются хорда, нервная трубка и жабры.

Ранние этапы развития зародышей рыбы, саламандры, черепахи,

крысы и человека

По мере развития становятся всё более заметными отличительные черты.

В первой половине 19 в. русский эмбриолог К. М. Бэр сформулировал закон зародышевого сходства.

Чем более ранние стадии индивидуального развития сравниваются, тем больше сходства удаётся обнаружить между разными организмами.

Эта закономерность в развитии зародышей указывает на родство и последовательность эволюционного расхождения групп организмов.

Во второй половине 19 в. немецкие учёные Э. Геккель и Ф. Мюллер сформулировали биогенетический закон.

Каждая особь в индивидуальном развитии повторяет историю развития вида (онтогенез есть краткое и быстрое повторение филогенеза).

В дальнейшем было установлено, что в онтогенезе повторяются признаки не взрослых предков, а их эмбрионов.

Опираясь на биогенетический закон и используя данные эмбриологии, можно воссоздавать ход исторического развития тех или иных групп организмов. Это особенно важно в тех случаях, когда неизвестны ископаемые остатки предковых форм.

Биохимические доказательства

1. Все живые организмы состоят из одних и тех же классов органических веществ — липидов, углеводов, белков и нуклеиновых кислот.

2. Сложные биополимеры (белки и нуклеиновые кислоты) у всех организмов имеют одинаковое строение: белки состоят из 20 α-аминокислот, а нуклеиновые кислоты — из 5 нуклеотидов.

Белки всех организмов имеют сходное строение

ДНК всех организмов состоит из двух полинуклеотидных цепей

3. Похожи биохимические процессы, протекающие в клетках. Так, биосинтез белка включает две стадии: транскрипцию и трансляцию. Универсальный триплетный код хранения и реализации наследственной информации у всех живых организмов доказывает общность их происхождения.

Схема биосинтеза белка

Биогеографические доказательства

Свидетельством макроэволюции является распространение животных и растений на территории Земли.

Установлено: чем раньше произошло разделение отдельных частей планеты, тем сильнее различаются организмы, населяющие эти части. Так, фауна Австралии представлена видами, отсутствующими на других материках. Здесь сохранились яйцекладущие и сумчатые млекопитающие, которые не встречаются в других районах планеты.

Для понимания эволюционного процесса интересно также видовое разнообразие островов. Состав их животного и растительного мира зависит от происхождения островов. Известны острова материкового или океанического происхождения.

Животный и растительный мир первых сходен с материковым (например, Британские острова, Сахалин), что говорит об их недавней изоляции от материка.  Чем древнее остров, тем больше накапливается отличий.

Видовой состав океанических островов очень беден. Отсутствуют многие наземные виды.

Все обитатели океанических островов появились там случайно.

Значит, распределение видов животных и растений по поверхности Земли является результатом её исторического развития и эволюции животного и растительного мира.