Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Дарвинизм - наука об историческом развитии живой природы, основанная на воззрениях Ч. Дарвина.

Эволюционная теория - наука о причинах, общих закономерностях и механизмах эволюционного процесса.

Чарльз Роберт Дарвин и Альфред Уоллес независимо друг от друга обосновали идею естественного отбора на основе борьбы за существование.

Основные положения дарвинизма:

• эволюционный процесс реален, определяется условиями существования и проявляется в образовании новых, приспособленных к этим условиям, особей, видов и более крупных систематических таксонов;
• основные эволюционные факторы: наследственная изменчивость и естественный отбор;
• естественный отбор играет роль направляющего фактора эволюции (главную роль);
• предпосылки естественного отбора: избыточный репродуктивный потенциал, наследственная изменчивость и изменение условий существования.

Естественный отбор является следствием борьбы за существование, которая подразделяется на внутривидовую, межвидовую и борьбу с условиями окружающей среды.

Результаты естественного отбора:

• сохранение любых адаптаций, обеспечивающих выживание и воспроизводство потомства;
• дивергенция - процесс генетического и фенотипического расхождения групп особей по отдельным признакам и образования новых видов;
• прогрессивная эволюция органического мира.

Движущие силы эволюции, согласно Дарвину, - наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор.

Доказательства эволюции

1. Сравнительно-анатомические доказательства основаны на выявлении общих и отличных морфологических и анатомических особенностей строения различных групп организмов.

К анатомическим доказательствам эволюции относят:

• наличие гомологичных органов, имеющих общий план строения, развивающихся из сходных зародышевых листков в эмбриогенезе, но приспособленных к выполнению разных функций (рука - ласт - крыло птицы). Различия в строении и функциях возникают в результате дивергенции;
• наличие аналогичных органов, имеющих различное происхождение в эмбриогенезе, различное строение, но выполняющих сходные функции (крыло птицы и крыло бабочки). Сходство функций возникает в результате конвергенции;
• наличие рудиментов и атавизмов.
• существование переходных форм.

Рудименты - органы, утратившие свое функциональное значение (копчик, ушные мышцы).

Атавизмы -- случаи проявления признаков дальних предков (хвост и волосатое тело у человека, остатки второго и третьего пальцев на ногах у лошади);

2. Эмбриологические доказательства. Эмбриология изучает закономерности эмбрионального развития и устанавливает:

• филогенетическое родство организмов;
• филогенетические ряды;
• закономерности филогенеза.

Полученные данные отразились в законах зародышевого сходства К.М. Бэра и в биогенетическом законе Э. Геккеля и Ф. Мюллера.

Закон Бэра устанавливает сходство ранних стадий развития эмбрионов представителей разных классов в пределах типа. На более поздних стадиях эмбрионального развития это сходство утрачивается, а развиваются наиболее специализированные признаки таксона, вплоть до индивидуальных признаков особи.

Биогенетический закон Мюллера - Геккеля утверждает, что онтогенез - это краткое повторение филогенеза. В процессе эволюции онтогенез может перестраиваться, что приводит к эволюции органов взрослого организма.

В онтогенезе повторяются только зародышевые стадии предков, и не всегда полностью. Иногда на ранней стадии развития организмы могут достичь половозрел ости, не проходя последующих стадий, как, например, это происходит у аксолотлей - личинок тигровой амбистомы.

3. Палеонтологические доказательства - позволяют описывать события древнейшей истории по ископаемым остаткам организмов. К палеонтологическим доказательствам относят выстроенные палеонтологами филогенетические ряды лошади, хоботных, человека.

Переходные формы.- указывают на филогенетическую преемственность при переходе от предковых форм к современным и от класса к классу. Например, в типе хордовых к переходным формам от рыб к земноводным относят ихтиостега, от земноводных к пресмыкающимся - сеймурию.

4. Молекулярные доказательства. Единство органического мира проявляется в химическом составе, тончайшем строении и основных жизненных процессах, протекающих в организмах разных системных групп.

В последнее время многие авторы, в прошлом - воинствующие атеисты, стали не менее воинствующими клерикалами и договорились до того, что дарвинизм как научная теория - бессмыслен. Вместо того чтобы признать недостаточным уровень развития современной науки для понимания причин возникновения Земли и жизни на ней, они отстаивают идею сотворения мира, не приводя никаких сколько-ни-будь серьезных аргументов. Теория Дарвина действительно несовершенна, но именно она вместе с современной генетикой позволяет более или менее аргументированно объяснить причины возникновения разнообразия органического мира и приспособленности организмов к окружающей среде.

1.23. Вид, его критерии и структура. Популяция

Вид - это совокупность особей, занимающих определенную территорию, имеющих общее происхождение, наследственное сходство морфологических, физиологических ихимических особенностей, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство.

Во многих случаях приходится решать, принадлежат л и два организма (или две группы организмов) к одному виду или к разным видам. Заключение об этом можно вынести основании критериев вида.

Критерии вида:

• морфологический - особи, принадлежащие к одному виду, похожи друг на друга по своему внешнему строению;
• физиологический - особи, принадлежащие к одному виду, похожи друг на друга по многим особенностям жизнедеятельности;
• биохимический - особи, принадлежащие к одному виду, содержат сходные белки;
• генетический - особи, принадлежащие к одному виду, имеют одинаковый кариотип;
• экологический - особи одного вида ведут сходный образ жизни в близких условиях среды;
• географический - вид распространен на определенной территории (ареале).

Критерий скрещивания - особи, принадлежащие к одному виду, скрещиваются Друг с другом в природе и дают плодовитое потомство.

Наиболее существен для определения принадлежности особей к разным видам критерий скрещивания. Однако ни один критерий не может быть исчерпывающим. Только на основании совокупности критериальных признаков можно провести различия между близкими видами.

Популяция - устойчивая, совместно обитающая в течение ряда поколений совокупность особей одного вида. Популяция - элементарная эволюционная единица. Минимальная популяция - две разнополых особи. Особи, входящие в состав одной популяции, могут рождаться и умирать, а популяция при этом будет продолжать существовать.

Скрещивание между особями одной популяции происходит гораздо чаще, чем между особями разных популяций. Тем самым обеспечивается свободный генетический обмен между членами популяции.

Под влиянием внешних факторов происходит изменение генетического состава популяции. Длительное и направленное изменение генофонда популяции называют элементарным эволюционным явлением.

Факторы, вызывающие эволюционный процесс в популяциях, называют элементарными эволюционными факторами.

К таким факторам относят:

• мутации - являются причиной генетической разнородности популяций. Они поставляют эволюционный материал. Совокупность рецессивных мутаций в генотипах особей популяции образует резерв наследственной изменчивости (С.С. Четвериков), который при изменении условий существования, изменении численности популяции может фенотипически проявиться и попасть под действие естественного отбора;
• популяционные волны - периодические колебания численности особей популяции, возникающие в результате резкой смены действия какого-либо из факторов среды (например, недостаток пищи, стихийные бедствия и др.). После прекращения действия этих факторов численность популяции снова возрастает. Оставшиеся в живых особи могут оказаться ценными в генетическом отношении. Изменения частот встречаемости определенных генов могут привести к изменению популяции;
• изоляция - бывает пространственной (географической) и биологической (экологической, физиологической, репродуктивной);
• естественный отбор - фактор, определяющий возможности выживания и размножения особей, а следовательно, сохранения и эволюции вида. Отбор действует на отдельные фенотипы, тем самым отбирая определенные генотипы.

В разделе общей биологии уже были рассмотрены процессы формирования гамет и образования зиготы, первые дробления зиготы и закладка зародышевых листков. Все эти процессы, как показали наши отечественные ученые А. О. Ковалевский и И. И. Мечников, идут однотипно у всех многоклеточных животных. Этот факт - неоспоримое свидетельство общности происхождения всех многоклеточных животных.

На следующих этапах эмбрионального развития сходство в закладке основных частей тела будущего животного и его отдельных органов сохраняется в пределах группы, обладающей общим планом строения во взрослом состоянии. Это хорошо видно на позвоночных животных (. 111). Зародыши представителей всех классов этих животных, имеющие уже четко разграниченные головной, туловищный и хвостовой отделы тела, весьма сходны между собой. Чем дальше идет процесс развития зародышей, тем меньше становится это сходство; у представителей каждого класса появляются свои, присущие только этому классу особенности. Но в это время еще нельзя определить, к какому отряду или семейству относится данный конкретный зародыш, так как черты отряда и семейства появятся позже. И лишь в самом конце эмбрионального развития сформируются черты строения, присущие определенному виду животного, а также некоторые индивидуальные особенности данного конкретного организма. Открытие всех только что названных закономерностей принадлежит основоположнику эмбриологии К. М. Бэру. Позже те же закономерности были обнаружены и для других типов животных, что также является очень важным свидетельством общности происхождения животных. Все эти данные составляют эмбриологические доказательства эволюции.

Одновременно эмбриологические данные послужили ученым для восстановления конкретного хода прошлой истории органического мира. Э. Геккель и Ф. Мюллер, горячие сторонники и борцы за теорию Дарвина, сформулировали их в виде биогенетического закона: индивидуальное развитие организмов есть краткое и сжатое повторение их исторического развития. А это значит, что изучение хода индивидуального (эмбрионального) развития может быть средством к изучению развития исторического.

Рис. 111. Сравнение зародышей различных позвоночных животных на разных стадиях развития. А -рыба; Б - ящерица; В - кролик; Г - человек; 1, 2, 3 и 4 - последовательные стадии эмбрионального развития указанных животных

Использование биогенетического закона сыграло чрезвычайно большую роль для восстановления прошлой истории тех групп животных, для которых особенно скудны палеонтологические материалы. Так, например, Геккель предположил, что общим предком всех многоклеточных животных должно быть древнее животное, похожее на современную гидру (см. в зоологии), так как в ходе эмбрионального развития всех многоклеточных есть стадия гаструлы, напоминающая общими чертами строения гидру, В то время наука еще не располагала прямыми (палеонтологическими) данными о древности типа кишечнополостных, к которому принадлежит

Эмбриологическое доказательство эволюции

Все многоклеточные животные проходят в ходе индивидуального развития стадии бластулы и гаструлы. С особой отчетливостью выступает сходство эмбриональных стадий в пределах отдельных видов и классов. Например у всех наземных позвоночных так же как и у рыб обнаруживается закладка жаберных дуг, хотя эти образования не имеют функционального значения у взросл организмов. Подобное сходство эмбриональных эмбриональных стадий объясняется единством происхождения всех живых организмов.

Морфологические доказательство эволюции

Существование форм сочетаются признаки нескольких систематических единиц указывает на то, что в прежние геологические эпохи жили организмы, являющиеся родоначальниками нескольких систематических групп. На основании исследований Ковалевского все группу животных, присоединили к позвоночным и дали этому типу название хордовых. Связь между разными классами животных так же хорошо иллюстрирует общность их происхождения. Строение передних конечностей некоторых позвоночных несмотря на выполнение этими органами совершенно разных функций, в общем сходны. Некоторые кости в скелете конечностей могут отсутствовать, другие - срастаться, но их гомология совершенно очевидна. Гомологичным называются Органы, которые развиваются из одинаковых эмбриональных зачатков сходным образом. Некоторые органы не функционируют у взрослых животных и являются лишними - это рудименты. Наличие рудиментов так же как и гомологических органов - свидетельство общности происхождения

Палеонтологические признаки

Палеонтологические данные указывают на смену животных и растений во времени. Палеонтология так же указывает на причины эволюционных преобразований. Богатейший палеонтологический материал - одно из наиболее убедительных доказательств эволюционного процесса.

Биогеографические доказательства эволюции

Ярким свидетельством произошедших и происходящих эволюционных изменений является распространение различных животных и растений по всей территории планеты. А.Уоллесу удалось составить биогеографию областей:

1) Палеарктическую

2) Неоарктическую

3) Индо-Малайскую

4) Эфиопскую

5) Неотропическую

6) Австралийскую.

Сравнение животного и растительного мира раз зон дает богатейший материал для доказательства эволюционного процесса. Распределение видов животных и растений по поверхности планеты и их группировка в биогеографические зоны отражает процесс исторического развития Земли и эволюции животного

Островные флора и фауна.

Для понимания эволюционного процесса интерес представляют фауна и флора островов. Состав их Ф и Ф полностью зависит от происхождения этих островов. Острова могут быть материкового происхождения или океанического. Материковые острова характеризуются флорой и фауной, близкой по составу к материковой. Чем древнее остров и чем более значительная водная преграда, тем больше обнаруживается отличий. При рассмотрении океанических островов обнаружено, что их видовой состав очень беден. Отсутствуют наземные млекопитающие и амфибии. Вся фауна океанических островов - результат случайного заселения. Огромное кол-во разнообразных факторов указывает на то, что особенности распределения живых существ на планете тесно связанны с преобразованием земной коры и с эволюционным изменением видов.

Что изучают палеонтология, эмбриология, сравнительная анатомия?

Палеонтология – наука о древних организмах прошлых геологических эпох.

Эмбриология - это наука, изучающая развитие зародыша/

Сравнительная анатомия - биологическая дисциплина, изучающая общие закономерности строения и развития органов и систем органов при помощи их сравнения у животных разных таксонов на разных этапах эмбриогенеза.

Как доказать существование эволюции?

Существуют следующие доказательства эволюции: палеонтологические, эмбриологические, сравнительно-анатомические.

Вопросы

1. Находили ли вы в вашей местности ископаемые останки животных?

Остатки позвоночных в Московской области редки. Чаще всего сохраняются зубы и чешую рыб (в карбоне - в основном хрящевых). Зато встречается большое количество раковин древних моллюсков.

2. Почему нельзя утверждать, что палеонтологические находки опровергают эволюцию?

Палеонтологические находки доказывают эволюцию. Палеонтологические находки помогают восстановить животный мир прошлого. Путем сравнения животных, живших в разные эпохи, установлено, что с течением времени животный мир изменялся. Единство происхождения современных групп животных устанавливается по находкам промежуточных форм.

3. Каковы, на ваш взгляд, причины вымирания динозавров?

Основной причиной вымирания динозавров считается изменение климата. Резкое похолодание, недостаток пищи привел к исчезновению огромных рептилий. Что касается причин изменения климата, то они могут быть разными, в том числе и падение метеорита.

4. О чем свидетельствует наличие оплодотворенной яйцеклетки у всех животных, размножающихся половым путем?

Наличие оплодотворенной яйцеклетки свидетельствует о начале развития зародыша нового организма.

5. В чем основные различия палеонтологических и сравнительно-анатомических доказательств эволюции животных?

При палеонтологических доказательствах производится сравнение современных видов животных с их древними предками. Использование сравнительно-анатомических методов основано на сравнении современных видов разных таксономических групп.

6. Почему крылья птицы и ласты кита считают гомологичными органами?

Крылья птицы и ласты кита – это органы, имеющие общий план строения, но отличающиеся формой, размерами (видоизмененные верхние конечности).

7. Чем различаются рудиментарные органы и атавизмы; что у них общего?

Рудименты – органы, которые утратили свою функцию в результате длительного неприменения.

Атавизмы – проявление признаков предков у современных особей.

Рудименты, в отличие от атавизмов, присутствуют у современных видов всегда. Атавизмы же – это аномалия. Общим является то, что и рудименты и атавизмы на данном этапе развития организма не применяются.

Доказательство эволюции основано на данных различных наук: анатомии, физиологии, биохимии, биогеографии, палеонтологии, эмбриологии и т.п.

Сравнительная палеонтология — наука, изучающая ископаемые организмы, жившие в прошлые эпохи, представляет классические доказательства. История о том, как развивались эти живые организмы на Земле, сохранилась в виде ископаемых остатков. В качестве прямого доказательства эволюции можно привести ярусность расположения остатков этих организмов, т.е. наиболее древние слои содержат, более примитивные формы жизни, и наоборот, остатки наиболее поздних форм жизни находят в более верхних слоях. Также были обнаружены переходные ископаемые формы. Благодаря этим открытиям можно уверенно рассуждать о происхождении различных групп организмов.

К примеру, псилофиты — это переходная форма от водорослей к высшим наземным растениям, семенные папоротники являются доказательством, что голосеменных растений произошли от папоротникообразных. У животных хорошо известна находка археоптерикса , первоптицы величиной с голубя, но имеющей также много признаков, характерных для пресмыкающихся: челюсти с зубами; выступающие из крыльев по три пальца с когтями; хвост с перьями, состоящий из множества позвонков; брюшные ребра.

У ископаемые стегоцефалов были признаки рыб и земноводных, у котилозавров — признаки земноводных и пресмыкающихся, зверозубый ящер имел признаки пресмыкающихся и млекопитающих. По ископаемым остаткам ученые-палеонтологи сумели восстановить эволюцию некоторых групп животных, а также составить филогенетические ряды лошади, хоботных, верблюдов.

Убедительные доказательства эволюции приводит сравнительная эмбриология . В свое время Дарвин отметил существование связи между индивидуальным развитием () и историческим развитием вида (филогенезом ). Позднее немецкими учеными Э. Геккелем и Ф. Мюллером был сформулирован основной биогенетический закон или закон рекапитуляции , который сыграл большую роль в развитии науки. Краткая формулировка закона звучит так: «Онтогенез есть рекапитуляция филогенеза» , либо во многих переводах этот закон встречается в следующем виде: «онтогенез — есть краткое и быстрое повторение филогенеза» . Например, рассмотрим развитие зародышей млекопитающих. На своих ранних стадиях развития у них, как и у зародышей рыб, есть жаберные щели и длинный хвост. Затем они становятся похожими на зародыш земноводного, а затем на зародыш пресмыкающегося, имеют клоаку. Такую рекапитуляцию признаков можно объяснить тем, что на различных стадиях развития включаются различные гены, сохранившиеся от далеких предков: от рыб, земноводных, пресмыкающихся, обезьян. В качестве другого примера приведем головастика лягушки, имеющего рыбообразную форму тела, боковую линию, двухкамерное сердце и один круг кровообращения. Другими словами у него присутствуют признаки рыб, которые были далекими предками земноводных.

Сравнительная анатомия в качестве доказательства приводит план строения позвоночных животных, который у различных классов одинаков. К К примеру, если рассмотреть скелеты земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих, мы увидим, что они состоят из четырех отделов: скелет головы, туловища, конечностей и поясов конечностей. Эти отделы состоят из одинаковых костей, а различия в их строении обусловлено приспособлением к конкретным условиям среды. Остальные системы органов и отдельные органы также имеют сходный план строения. Например, для всех птиц характерна правая дуга аорты, а для млекопитающих – левая.
Доказательством эволюции являются рудименты - органы, которые утратили свои функции и находятся на грани исчезновения (у человека — это волосяной покров на конечностях и туловище, копчик, который является рудиментом хвоста, состоящий из 4-5 позвонков; у кита — остатки тазового пояса). К сравнительно анатомическим доказательствам можно отнести и атавизмы - случаи возврата к признакам предков (у человека встречаются случаи рождения детей с хвостом, либо есть люди, имеющие дополнительные пары сосков).

Сходства различных физиологических процессов у животных близких систематических групп являются физиологическими доказательствами . К ним можно отнести сходство в физиологии различных систем органов: кровеносной, дыхательной, выделительной, пищеварительной, половой систем. Беременность человека и человекообразных обезьян, например, протекает сходно и продолжается около 9 месяцев.

Но наиболее убедительными, наверное, можно считать данные биохимии . Доказано, что у близкородственных групп организмов белки сходны но аминокислотному составу и сходна нуклеотидная последовательность ДНК в хромосомах. К примеру, гемоглобин человека и шимпанзе идентичен по аминокислотному составу, а между гемоглобином человека и гориллы есть отличия только в двух аминокислотах. Сравнение аминокислотной последовательности в рибосомальных белках и нуклеотидной последовательности в рибосомальных РНК (их можно считать наиболее консервативными) блестяще подтверждает классификацию всех основных групп живых организмов.
В наше время была проведена гибридизация цепей нуклеотидов ДНК человека и шимпанзе. Для этого двойные цепи ДНК человека и шимпанзе были разделены, а затем одиночные цепи ДНК человека соединили с цепями нуклеотидов шимпанзе. Между комплементарными нуклеотидами восстановились водородные связи, и выяснилось, что ДНК человека и шимпанзе имеют сходство на 91-92%. Кроме того, универсальность генетического кода и единство аминокислотного состава белков доказывает происхождение всех живых организмов на Земле от единого предка.

Наука о распространении растительного и животного мира на Земле называется биогеографией . В биогеографии наша Земля разделена на шесть биогеографических областей:

1. Палеоарктическую (Европа, Северная Африка, Северная и Средняя Азия, Япония);
2. Неоарктическую (Северная Америка);
3. Эфиопскую (Африка к югу от Сахары);
4. Индо-Малайскую (Южная Азия и Малайский архипелаг);
5. Неотропическую (Центральная и Южная Америка);
6. Австралийскую.

И здесь можно обратить внимание на интересные факты. Флора и фауна Палеоарктической и Неоарктической областей сходны несмотря на то, что между ними лежит Берингов пролив. Такое сходство можно объяснить тем, что в прошлом существовал сухопутный проход - Берингов перешеек. Эти две области объединены в Голарктическую область. А вот различия в растительном и животном мире между Неоарктической и Неотропической областями объясняются тем, что Панамский перешеек появился сравнительно недавно. В результате, лишь немногие виды сумели проникнуть с юга в Северную Америку (броненосец, опоссум) и, наоборот, из Северной Америки в Южную.

Более 100 млн. лет назад произошло отделение от других материков Австралии. Тогда еще не было плацентарных животных, и благодаря изоляции там сохранились примитивные яйцекладущие и сумчатые млекопитающие.

Отличие флоры и фауны различных областей объясняется тем, что виды сформировались в определенном центре происхождения и расселялись до тех пор, пока им не встречалась какая-то естественная преграда.