Головна

Шкільна бібліотека

Перелік предметів

Англійська мова
Біологія
Географія
Економіка
Інформатика
Історія
Математика
Німецька мова
ОБЖ
Політологія
Право
Природознавство
Психологія і педагогіка
Російська мова
Соціологія
Фізика
Філософія
Французька мова
Українська мова
Хімія

Підручники в PDF


 

Довідник з біології

ЗАГАЛЬНА БІОЛОГІЯ

ЕВОЛЮЦІЙНЕ ВЧЕННЯ

ДОКАЗИ ЕВОЛЮЦІЇ ОРГАНІЧНОГО СВІТУ

  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.

Рис. 167. Скелет передньої кінцівки різних хребетних: 1 — ящірки; 2 — черепахи; 3 — крокодила; 4 — голуба; 5 — кажана; 6 — кита; 7 — крота; 8 — людини.

   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.

  Велика схожість зародків на ранніх стадіях розвитку і поява відмінностей на більш пізніх стадіях мають своє пояснення Ви­вчення ембріональної мінливості показує, що мінливі всі стадії розвитку. Мутаційний процес зачіпає і гени, зумовлюючі особли­вості будови й обміну речовин у наймолодших ембріонів. Але структури, виникаючі у ранніх ембріонів (давні ознаки, властиві далеким предкам), відіграють дуже важливу роль у процесах по­дальшого розвитку. Як вказувалося, зачаток хорди індукує фор­мування нервової трубки, і його втрата приводить до припинення розвитку. Приклади взаємодії частин зародка в розвитку і функ­ціональній важливості структур, що утворюються на ранніх ста­діях, численні. Тому зміни на ранніх стадіях звичайно приводять до недорозвиненості та загибелі. Навпаки, зміни на пізніх стадіях можуть бути сприятливими для організму і тому підхоплюються природним відбором.

Рис. 168. Послідовні стадії розвитку ембріонів хребетних: 1 — акули; 2 — ящірки; З — курки; 4 — шимпанзе; 5 — людини.

  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.

  Сучасні уявлення про біогенетичний закон. Біогенетичний закон відіграв видатну роль у розвитку еволюційних ідей. Багато учених у своїх працях піддали його подальшій розробці. Особливо великий внесок у поглиблення уявлень про еволюційну роль емб­ріональних перетворень нашого вітчизняного ученого О. М. Северцова. Він встановив, що в індивідуальному розвитку повторюються ознаки не дорослих предків, а їх зародків. Напри­клад, у зародків птахів і ссавців закладаються зяброві щілини. їх будова схожа з будовою зябрових щілин зародків риб, а не зябер дорослих риб.

  Філогенез розглядається тепер не як зміна послідовного ряду дорослих форм, а як історичний ряд відібраних природним відбо­ром онтогенезів. Боротьба за існування на різних стадіях розвит­ку може мати різний характер. Проте добір діє не ізольовано, а тільки на ту або іншу стадію, скажімо, на статевозрілу особину, яка перемагає в боротьбі за існування і залишає потомство або не витримує конкуренції і усувається від розмноження. Піддаються добору завжди цілі онтогенези і лише такі, які, не дивлячись на дію несприятливих чинників середовища, виживають на всіх ста­діях розвитку, залишаючи життєздатне потомство. У ряді випад­ків зміни, які відрізняють будову дорослих організмів від будови предків, з'являються в ембріональному періоді. Іноді ці зміни накладаються на вже закінчене в загальному процесі формування органу і приводять до подовження розвитку даного органу. Так росте перо птаха — шляхом перетворення майже сформованого зачатка рогової луски рептилій.

  У деяких випадках зміни виникають на середніх стадіях роз­витку органів. Нарешті, зміни можуть торкнутися самого зачатка органу, і розвиток піде шляхом, відмінним від шляху розвитку даного зачатка у предків. Так, у процесі формування волосся у ссавців повністю випадає стадія утворення луски, як це було у їх предків — риб і рептилій. Випадають властиві предкам стадії при закладці хребців у змій, зубів у ссавців тощо. У разі відхилень від стадій розвитку предків або зміни самих зачатків біогенетичний закон не дотримується, тобто повторення ознак предків не відбу­вається.

  Якщо нові ознаки спадкові, тобто є результатом мутацій від­повідних генів і мають пристосувальне значення для дорослих організмів, то вони зберігаються відбором.

  Таким чином, основу філогенезу складають зміни, що відбу­ваються в онтогенезі окремих особин.

  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.

  Біогеографія (від біо... і географія) вивчає закономірності розповсюдження і розподіли по земній кулі співтовариств живих організмів і їх компонентів — видів, родів, таксонів рослин, тва­ринних, грибів і мікроорганізмів. Біогеографія відноситься до числа наук про біосферу, в її склад входять зоогеографія і ботані­чна географія. Встановлено, що чим менше зв'язок між  контине­нтами і давніше ізоляція окремих частин планети, тим сильніше відмінності організмів, які населяють ці території. Так, тварин­ний світ Австралії дуже своєрідний: тут відсутні групи багатьох тварин, зате збереглися такі, яких немає в інших районах Землі, наприклад, яйцеродні (качконіс, єхидна) і сумчасті (кенгуру, су­мчастий вовк) ссавці. У той же час тваринний світ деяких островів схожий з материковим (наприклад, Британські острови і Саха­лін), що говорить про їх недавню ізоляцію від континенту. Таким чином, розподіл видів тварин і рослин по поверхні планети і їх угруповання по зонах відображає процес історичного розвитку Землі й еволюції живого.

Сучасна систематика (від грец. systematikos — впорядкова­ний, що відноситься до системи) об'єднує всіх тварин і рослини в систематичні групи (роди, сімейства і т. д.), виходячи не тільки зі схожості будови, але і із спільності їх походження (спорідненос­ті). Для побудови системи тієї або іншої групи учені використо­вують сукупність ознак: вивчають її історичний розвиток за ви­копними останками, досліджують анатомічну будову сучасних видів, особливості розмноження, порівнюють ембріональний роз­виток, особливості хімічного складу і фізіологічних процесів, су­часний і минулий розподіл на Землі. Систематика відображає природну історичну систему родинних зв'язків живих організмів у природі.

  Дані сучасної генетики (від грец. genesis — походження) роз­кривають матеріальні основи спадкоємності між поколіннями. Вивчення каріотипів є важливим систематичним тестом, а ви­вчення послідовності нуклеотидів у молекулі ДНК і амінокислот у молекулах білків дає уявлення про еволюційні процеси на моле­кулярному рівні.

  Таким чином, дані низки біологічних наук підтверджують природний розвиток органічного світу на Землі.


НазадЗмістВперед

 

 
© www.SchoolLib.com.ua