>>Доказательства эволюции животного мира
Эволюция жывотного мира
На нашей планете обитают около 2000000 видов животных.
Это различные беспозвоночные и позвоночные.
Вспомните, что в своем историческом развитии животные появлялись и развивались в определенной последовательности. Например, первые земноводные появились около 300 млн. лет назад от древних рыб, а первые пресмыкающимся возникли примерно 200 млн. лет назад от древних земноводных. Эти примеры показывают, что животный мир возник не сразу, а развивался длительно и постепенно. Историческое развитие животного мира, в процессе которого происходило и происходит его изменение, совершенствование, называют эволюцией.
§ 82. Доказательства эволюции животного мира
Эволюцию животного мира в природе доказывают многие биологические науки. Прежде всего это палеонтология - наука об ископаемых организмах. Затем сравнительная анатомия - наука, сравнивающая строение различных современных животных. Наконец, эмбриология - наука о зародышевом развитии организмов.
Современные животные - незначительная часть видов, появившихся на Земле. Десятки и сотни миллионов лет назад животный мир был иным, чем сейчас. Великое множество животных вымерло в разные эпохи, не выдержав борьбы за существование. Например, вымерли пресноводные кистеперые , все динозавры, многие группы членистоногих. К сожалению, лишь ничтожная часть некогда обитавших на Земле животных сохранилась в ископаемом состоянии 154 .
Вымершие животные в целом виде попадают в руки ученых очень редко.
Так, в слое вечной мерзлоты на севере Сибири был найден хорошо сохранившийся мамонт, там же обнаружили останки вымерших грызунов и других мелких животных. Чаще в ископаемом состоянии сохраняются лишь кости позвоночных животных , а от беспозвоночных другие твердые части - раковины, иглы. Иногда сохраняются лишь отпечатки целых членистоногих или тех или иных частей тела животных, например крыльев насекомых и перьев птиц.
Палеонтологические находки доказывают, что животный мир непрерывно развивался, а вымершие животные оставили своих потомков. Убедительным свидетельством родства современных и ископаемых животных являются находки так называемых переходных форм. В их строении сочетаются черты низкоорганизованных и высокоорганизованных животных (например, зверозубые ящеры). Найденные скелеты древних кистеперых рыб позволили установить происхождение земноводных. Древняя птица археоптерикс - переходная форма между пресмыкающимися и птицами. Хорошо сохранившиеся отпечатки костей и перьев этой птицы дали возможность понять происхождение птиц от древних пресмыкающихся.
Сравнительно-анатомические доказательства эволюции .
Для многих животных ископаемые предки не найдены, помогают выяснить их происхождение данные, полученные при сравнении их строения с другими группами животных. Например, чешуйки на ногах птиц по форме и строению точно такие же, как чешуи ящериц и змей. Сравнение скелета передних конечностей различных наземных позвоночных показывает их сходство в строении отделов скелета, костей и др. 155 .
Среди современных групп животных тоже имеются переходные формы, показывающие общность их происхождения. Так, яйцекладущие млекопитающие (например, утконос) имеют ряд особенностей в строении, сходных со строением пресмыкающихся и млекопитающих. Они, как и пресмыкающиеся, имеют клоаку и откладывают яйца, но, в отличие от пресмыкающихся, выкармливают детенышей молоком.
О родстве изучаемых животных свидетельствуют также сохранившиеся у некоторых животных не функционирующие органы или их части. Например, рудименты конечностей у китов, скрытые внутри тела, показывают, что предки китов были наземными млекопитающими.
Для передвижения киты используют хвостовой плавник, поэтому в ходе эволюции задние ноги у них исчезли.
Таким образом, путем сравнения животных можно выяснить конкретный ход их эволюции и родство.
Убедительным доказательством эволюции животного мира служат сведения об индивидуальном развитии животных. Зародыши, или эмбрионы животных, во время развития не просто растут, увеличиваются в размерах, а все более усложняются и совершенствуются. И самое интересное то, что на ранних стадиях развития они бывают похожи не столько на взрослых животных того же вида, сколько на их далеких предков. Так, зародыши всех позвоночных на ранних стадиях очень похожи друг на друга 156 . У всех у них даже имеются жаберные щели, которые потом у наземных животных - пресмыкающихся, птиц и млекопитающих - пропадают. Вспомните развитие лягушки на ранней стадии: ее головастик очень напоминает рыбу (удлиненное тело, хвостовой плавник, жабры, двухкамерное сердце, один круг кровообращения). Таким образом, в своем развитии зародыши как бы кратко повторяют те основные изменения, которые происходили в течение миллионов лет у сменяющих друг друга животных 156 .
Остальные стадии развития зародыша позволяют восстановить общий облик далеких предков. Например, на самых ранних стадиях развития зародыш млекопитающих сходен с зародышем рыб даже по наличию жаберных щелей. Отсюда можно заключить, что в историческом ряду предков млекопитающих когда-то, сотни миллионов лет назад, были рыбы. На следующей стадии развития тот же зародыш похож на эмбрион земноводных. Это свидетельствует о том, что в ряду далеких предков млекопитающих, после рыб, были и земноводные.
1. Объясните понятие "эволюция животного мира".
2. Приведите палеонто логические доказательства эволюции живых организмов.
3. О чем свиде тельствуют отпечатки перьев и скелета археоптерикса?
4. Приведите срав нительно-анатомические доказательства эволюции животного мира.
5. Ка кие эмбриологические сведения подтверждают происхождение земно водных от рыб?
6. В чем причина сходства стадий зародышевого развития животных разных групп, например позвоночных?
Биология: Животные: Учеб. для 7 кл. сред. шк. / Б. Е. Быховский, Е. В. Козлова, А. С. Мончадский и др.; Под. ред. М. А. Козлова. - 23-е изд. - М.: Просвещение, 2003. - 256 с.: ил.
Календарно-тематическое планирование по биологии, видео по биологии онлайн , Биология в школе скачать
Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные урокиЭмбриологические
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.
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
Ответ
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
Ответ
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
Г) многососковость у шимпанзе
Д) аппендикс у человека
Ответ
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
Ответ
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
Ответ
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.
Ответ
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.
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Какой стадии эмбрионального развития соответствует строение пресноводной гидры
1) бластуле
2) гаструле
3) нейруле
4) зиготе
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Пресмыкающиеся произошли от
1) кистеперых рыб
2) стегоцефалов
3) ихтиозавров
4) археоптериксов
Ответ
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.
Ответ
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.
Ответ
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.
Ответ
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
Ответ
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
Ответ
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
Ответ
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
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Наличие хвоста у зародыша человека на ранней стадии развития свидетельствует о
1) возникших мутациях
2) проявлении атавизма
3) нарушении развития плода в организме
4) происхождении человека от животных
Ответ
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
Ответ
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
Ответ
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
Ответ
2. Установите соответствие между примерами и методами изучения эволюции: 1) палеонтологический, 2) эмбриологический. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) закладка жаберных дуг в онтогенезе человека
Б) останки зверозубых ящеров
В) филогенетический ряд лошади
Г) сходство зародышей классов позвоночных
Д) сравнение флоры пермского и триасового периодов
Ответ
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
Ответ
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
Ответ
© Д.В.Поздняков, 2009-2019
На сегодняшний день выделяют три основных эмбриологических доказательства эволюции : закон зародышевого сходства, биогенетический закон, развитие всех организмов из одной клетки - зиготы.
Закон зародышевого сходства
Сформулирован в XIX веке академиком Петербургской академии наук Карлом Максимовичем Бэром. Закон гласит, что на ранних стадиях развития эмбрионов у представителей разных классов в пределах одного типа наблюдается сходство. На более поздних стадиях данное сходство утрачивается в силу развития наиболее индивидуальных признаков таксона.
Рассмотрим закон зародышевого сходства более подробно.
При анализе на ранних стадиях зародыши рыбы, кролика, ящерицы и человека имеют заметное внешнее сходство : схожа форма тела, наличествует хвост, имеются зачатки конечностей и жаберные карманы по бокам глотки
При раннем анализе зародыши рыбы, кролика, ящерицы и человека имеют чрезвычайное внутреннее сходство , которое проявляется в развитии сначала хорды, а после - позвоночника из хрящевых позвонков, наличии кровеносной системы с одним кругом кровообращения, сходном строении почек и др.
Указанные выше признаки ослабевают по мере развития особи, зародыш обнаруживает все больше признаков более мелких таксонов: класса, отряда, рода, вида. У зародышей человека, кролика и ящерицы зарастают жаберные карманы, у человека развивается головного мозг, формируются пятипалые конечности, у зародышей рыбы - плавники.
Биогенетический закон Мюллера-Геккеля
Как известно, онтогенез - это индивидуальное развитие организма, а филогенез - процесс исторического развития всех живых существ на Земле. Связь между онтогенезом и филогенезом отмечал в своих трудах еще Ч. Дарвин. Его идею развили немецкие ученые Ф. Мюллер и Э. Геккель. Позже их выводы о том, что каждый организм в своем индивидуальном развитии проходит стадии филогенеза подверглись корректировке.
Какие выводы можно сделать?
Онтогенез является ничем иным как быстрым повторением филогенеза.
При этом в онтогенезе повторяются не стадии развития самих взрослых предков, а зародышевые стадии предков - и даже не всегда полностью (уточнение А.Н. Северцова).
Биолог А.Н Северцов в первой трети XX века сделал вывод о том, что имеет место обратное влияние онтогенеза на филогенез! Процесс развития каждого организма вносит небольшой вклад в эволюцию всех живых существ, в филогенез. По сути, филогенез слагается многими онтогенезами.
Если на ранних стадиях организм приспособлен к условиям среды, он может достичь половозрелости не проходя следующих стадий, как это происходит у аксолотлей - личинок тигровой амбистомы. Явление выпадения некоторых стадий называется неотенией .
Более подробно ознакомиться с темой можно в процессе просмотра видео- и онлайн-лекций автора репетитора по биологии Вадима Ярославцева.
Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда -
Эволюцией называется необратимый процесс развития любой системы, в результате которого возникают новые структуры и новые функции. В биологии термин «эволюция» (от лат. evolutio – раз-витие, развертывание) впервые использовал швейцарский натуралист Шарль Бонне в 1762 г. в одной из эмбриологических работ.
По современным представлениям, биологическая эволюция – это необратимое и, в известной мере, направленное историческое развитие живой природы, сопровождающееся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, образованием и вымиранием видов, преобразованиями биогеоценозов и биосферы в целом.
Таким образом, само понятие «эволюция» включает, как минимум, два момента: адаптациогенез и формирование таксонов.
Существуют многочисленные доказательства эволюции органического мира Земли, которые одновременно являются и методами изучения эволюции. К классическим доказательствам эволюции относятся палеонтологические, сравнительно-анатомические и сравнительно-эмбриологические.
1. Палеонтологические . Ранее существовавшие организмы оставляют после себя различные формы ископаемых остатков: окаменелости, отпечатки, скелеты, следы деятельности. По этим остаткам можно проследить изменение групп организмов во времени. Реконструированы филогенетические ряды лошадиных, хоботных, некоторых моллюсков. Обнаружено множество переходных форм между современными группами организмов. Однако из-за неполноты палеонтологической летописи не всегда удается реконструировать ход эволюции.
2. Сравнительно-морфологические . Системы органов современных организмов образуют ряд последовательных изменений. Например, на современных организмах можно проследить судьбу отдельных костей мозгового и висцерального черепа. К сравнительно-морфологическим доказательствам близки сравнительно-биохимические. Например, на современных организмах можно проследить изменение структуры гемоглобина. Однако в этих рядах имеются и пробелы, поскольку далеко не все переходные формы дожили до нашего времени.
3. Сравнительно-эмбриологические . В ходе эмбрионального развития у зародышей часто наблюдаются черты сходства с зародышами предковых форм. Например, у всех позвоночных на ранних стадиях развития появляются внутренние жабры (или их зачатки – жаберные карманы).
На основании закона зародышевого сходства был сформулирован биогенетический закон Мюллера–Геккеля , который в краткой формулировке гласит: «Онтогенез (индивидуальное развитие) есть быстрое и краткое повторение филогенеза (исторического развития) ». Однако в этих рядах эмбрионального развития сходство между зародышами лишь самое общее, проявляются не все признаки. Например, у зародышей амниот (рептилий, птиц и млекопитающих) не появляются наружные жабры, характерные для личинок анамний (рыб и земноводных), а развитие жаберных щелей останавливается на стадии жаберных карманов. Поэтому биогенетический закон в трактовке Мюллера-Геккеля носит ограниченный характер.
В ходе эволюции наблюдаются эволюционные преобразования процессов онтогенеза, связанные с адаптациями взрослых (половозрелых) организмов. В ходе таких преобразований могут появляться новые органы, но могут и утрачиваться старые органы (полностью или превращаться в рудименты). При этом могут изменяться: начальная масса зачатка органа, место и время закладки органа. Эти преобразования могут происходить на разных стадиях онтогенеза: на самых ранних (закладка хорды, нервной трубки), средних (закладка чешуи у рыб, перьев у птиц, видоизменение побегов растений) и поздних (редукция хвоста у головастиков, формирование четырехкамерного сердца у птиц и млекопитающих, изменение формы листьев). При изменениях органов на поздних стадиях онтогенеза и может действовать филогенетический закон.
В настоящее время для изучения эволюционного развития той, или иной группы организмов используется целый комплекс методов: биогеографические, экологические, генетические, молекулярно-биологические, иммунологические, биохимические, а также методы палеоэкологии, сравнительной физиологии и этологии; широко используются методы компьютерного моделирования.
Об эволюционном развитии органического мира свидетельствуют многие факты, накопленные разными науками о природе, в первую очередь палеонтологией, морфологией и анатомией, цитологией, эмбриологией, биогеографией и др.
Рассмотрим некоторые из этих доказательств.
Цитологические доказательства
Цитология - наука о строении и функциях клетки. Она дала доказательства единого клеточного строения всех организмов на земле - от одноклеточных растений и животных до многоклеточных организмов. Это свидетельствует об общности происхождения органического мира.
Морфологические доказательства
Морфология и анатомия - две близко связанные науки, изучающие внешнее и внутреннее строение организмов (растений и животных). Было установлено определенное сходство строения разных групп организмов и выявлены переходные формы между ними.
Большую роль для понимания процессов и направлений эволюции сыграло обнаружение рудиментов и атавизмов.
Атавизмы - возврат к признакам или появление органов, которые существовали у отдаленных предков, но были полностью утрачены в процессе эволюции. Например, появление хвоста, нескольких сосков на груди и животе или густого волосяного покрова у человека. Случаи появления атавизмов свидетельствуют о том, что гены, кодирующие их образование, не исчезли из генома, а находятся в нем в заблокированном состоянии. Если этот блок по каким-то причинам не срабатывает, то появляются атавизмы.
Рудиментами называются органы, имеющиеся у организмов, но давно утратившие свое исходное значение и поэтому находящиеся в недоразвитом состоянии. Эти органы были в активном состоянии у предков, но в связи с изменением условий жизни перестали быть необходимыми у потомков. Они закладываются на стадии эмбриогенеза, но не получают полного развития у взрослых форм растений и животных. Примерами могут быть ушные мышцы, отросток слепой кишки (аппендикс) и «третье веко»у человека (всего у человека более 90 рудиментарных органов). Рудиментами являются неразвитые кости задних конечностей у китообразных, глаза у пещерных и роющих животных (слепышей, кротов и др.) и т. п. В отличие от атавизмов, рудиментарные органы всегда присутствуют у организмов.
Изучение жизненных форм (или биоморф) растений и животных убедительно доказало возможность перехода от одних из них к другим. Например, у близких видов растений древесные формы могут заменяться на кустарниковые или стелющиеся в зависимости от условий обитания.
Палеонтологические доказательства
Палеонтология - наука, изучающая ископаемые остатки разных групп организмов или их отпечатки, следы и т. п., а также целые палеоценозы территорий. Изучение этих остатков обнаружило факты безусловного изменения растительного и животного мира во времени - в разных геологических пластах, различающихся по времени образования, присутствуют неодинаковые формы вымерших организмов. Показано, что и сами природные ландшафты целых регионов сильно изменялись во времени: моря наступали на сушу и отступали на обширных территориях, равнины сменялись горами, леса - степями или наоборот, и т. п. Ученым удалось также найти большое число переходных форм между ныне живущими и ископаемыми организмами (например, археоптерикс, сочетающий признаки птиц и рептилий; зверозубые ящеры, имеющие признаки млекопитающих; группа семенных папоротников, давшая начало голосеменным и т. д.).
Палеонтологам удалось установить ряд филогенетических рядов некоторых животных (например, прослежена эволюция лошади от мелкого по размерам эогиппуса с четырехпалыми передними и трехпалыми задними конечностями до современной лошади с однопалыми конечностями).
Эмбриологические доказательства
Эмбриология - наука о зародышевом (или эмбриональном) развитии организмов. Установлено, что все многоклеточные организмы, способные к половому размножению, развиваются из одного оплодотворенного яйца (яйцеклетки). При этом К. Бэром в 1825-1828 гг. было обнаружено большое сходство развития зародышей (эмбрионов) у животных, относящихся к одному типу, описанное им как закон зародышевого сходства. Дальнейшие исследования подтвердили справедливость наблюдений К.Бэра. Сходство развития зародышей у животных разных систематических групп безусловно свидетельствует об общности их происхождения. При этом сначала проявляются признаки более древних предков (у хордовых - это зачатки хорды, наличие жаберных щелей), а затем - черты более поздних прародителей. По мере развития зародыша он приобретает все более заметные черты строения, характерные для класса, отряда, рода и, наконец, вида, к которому он принадлежит. Такое расхождение признаков зародышей по мере их развития носит название эмбриональной дивергенции.
Обобщая эти данные, немецкие ученые Ф. Мюллер и Э. Геккель (1864-1866 гг.) сформулировали биогенетический закон: индивидуальное развитие (онтогенез) всякого организма есть краткое и сжатое повторение пути исторического развития (филогенеза) того вида, к которому данный организм относится.
Возврат к признакам предков получил в теории эволюции название рекапитуляции. Данный закон был развит и уточнен крупным российским (советским) ученым академиком А. Н. Северцовым, показавшим, что в индивидуальном развитии происходит повторение форм развития не взрослых предков, а только их эмбриональных стадий. Поэтому в целом соотношение между онтогенезом и филогенезом носит значительно более сложный характер, чем это постулировали Ф. Мюллер и Э. Геккель. Филогенез следует рассматривать как исторический ряд отобранных в процессе естественного отбора онтогенезов.
Биогенетический закон применим не только к хордовым, но и к другим группам животных и к растениям. Например, у многих насекомых личиночные стадии похожи на червей (гусеницы бабочек, личинки мух и т. д.), что свидетельствует о возможной близости предков этих животных. У ряда мохообразных (например, кукушкин лен) спора при прорастании образует нитчатое образование - протонему, похожую на нитчатые водоросли. В целом биогенетический закон сыграл огромную роль в выяснении филогенетических связей между разными группами организмов.
Доказательства биогеографии
Биогеография - наука о закономерностях распространения растений, животных, грибов, бактерий на нашей планете. Она изучает пути и последствия распределения в природе и миграций организмов на формирование современных флор и фаун регионов. В путях расселения могут возникать различные препятствия или же новые связи между регионами (островами, материками и т. п.). Это отражается на сходстве или непохожести флор и фаун друг с другом. Например, раннее отделение Австралии, Океании и Южной Америки привело к формированию уникальных форм растительного и животного мира этих регионов (сохранение многих форм сумчатых и яйцекладущих млекопитающих, реликтовых растений, исчезнувших на других материках). Напротив, длительно существовавшая связь Северной Америки и Евразии привела к высокой степени сходства их живого мира.
Доказательства из области генетики и молекулярной биологии
Генетика и молекулярная биология - науки о молекулярных основах наследственности и закономерностях их проявления в популяциях организмов. Эти науки позволяют уточнить филогенетическую близость или отдаленность разных групп растений и животных и таким образом дополнить данные, получаемые другими науками. Сведения, подтверждающие современные представления об эволюции живого мира, имеются и во многих других биологических науках - селекции растений, животных, микроорганизмов, сравнительной физиологии и биохимии разных групп организмов, систематике и др.
