Органического мира

Различные биологические науки предлагают особенные аргументы для обоснования теории эволюции.

Палеонтологияизучает ископаемые останки ‒ следы прежде живших организмов, сохранившиеся в земной коре.

Палеонтологи обнаружили, что в самых древних породах встречаются следы очень немногих простых организмов. В более молодых породах находится бóльшее разнообразие останков организмов, которые обнаруживают более сложное строение, что является аргументом в поддержку теории эволюции.

Немало страниц в летописи органического мира безвозвратно утеряны, поскольку многие вымершие виды оказывались в условиях, неблагоприятных для сохранения их останков или отпечатков.

Сравнительная анатомия выявляет у разных видов, родов, отрядов, классов гомологичные и рудиментарные органы.

Гомологичные органы – органы, построенные по одному плану, занимающие сходное положение и развивающиеся из одних и тех же зачатков.

Гомологичные органы[63]

Рисунок показывает сходство скелета передних конечностей различных позвоночных. Буквами обозначены передние конечности: А ‒ лягушки, Б ‒ ящерицы, В ‒ птицы, Г ‒ человека, Д ‒ кошки, Е ‒ кита, Ж ‒ летучей мыши. Цифрами обозначены: 1 ‒ плечевая кость, 2 ‒ локтевая кость, 3 ‒ лучевая кость, 4 ‒ кости запястья, 5, 6, 7, 8, 9 ‒ фаланги пальцев.

Рудиментарные органы ‒ органы, которые сохраняются у организмов, но не выполняют никакой функции.

Например, у человека рудиментарными органами являются хвостовые позвонки, волосяной покров туловища, ушные мышцы, червеобразный отросток слепой кишки ‒ аппендикс.

Существование гомологичных и рудиментарных органов аргументировано объясняется с помощью теории эволюции органического мира.

Сравнительная биохимия показала, что все живые организмы состоят из одинаковых химических веществ. Это подтверждает их биохимическое родство. Первоначально ученые доказали, что в клетки всех живых организмов входит одна и та же группа белков. Впоследствии такая же закономерность была обнаружена и для нуклеиновых кислот.

Эмбриология – наука о развитии организмов в стадии зародыша. Ее важнейшие понятия – онтогенез и филогенез.

Онтогенез – индивидуальное развитие организма – от момента зарождения до окончания жизни.

Филогенез – эволюционная история какой-либо группы организмов.

Сравнительная эмбриология исследует жизнь эмбрионов разных видов животных.

Немецкие биологи Фриц Мюллер (1822 – 1897) и Эрнст Геккель (1834 ‒ 1919) сформулировали биогенетический закон.

Биогенетический закон. Стадии развития зародыша повторяют этапы развития той группы организмов, к которой он относится.

Широко известна более лаконичная формулировка.

Онтогенез повторяет филогенез.

Иными словами, индивидуальное развитие организма повторяет развитие всего вида.

Например, зародыш позвоночного на разных этапах своего развития последовательно получает сходство с зародышами рыбы, амфибии, рептилии, птицы и млекопитающего, и только на поздних этапах развития приобретает сходство со взрослой формой.

Биогенетический закон[64]

Рисунок показывает последовательные стадии развития: А ‒ рыбы, Б ‒ цыпленка, В ‒ свиньи, Г ‒ человека. Первые стадии развития этих зародышей весьма похожи. На более поздних стадиях уже заметно расхождение.

В процессе эмбрионального развития происходит дивергенция (расхождение) признаков у зародышей, которое отражает их филогенетическую дивергенцию.

Поэтому зародыши разных групп организмов более похожи, чем взрослые особи. Причем, чем более ранние стадии сравниваются, тем больше сходства обнаруживается.

Важнейшие положения темы № 10 «Эволюционные идеи в биологии»

Термин «эволюция» применительно к биологическим процессам и явлениям означает процесс длительных и постепенных изменений, которые приводят к коренным качественным изменениям живых организмов, сопровождающимся возникновением новых биологических систем, форм и видов.

Первую теорию эволюции создал Жан-Батист Ламарк. Ламарк различал два процесса: Творение и производство. Творение ‒ Божественный акт, производство ‒ естествен­ный закономерный процесс. Происхождение примитивных форм жизни Ламарк объяснял действием Божественных сил. Для объяснения эволюции Ламарк предложил два принципа.

Принцип градации. Каждый живой организм обладает стремлением к совершенству, к повышению организации, которое заложено Богом.

Принцип прямого приспособления к условиям внешней среды. Он выражался в действии двух законов.

1. Органы изменяются вследствие продолжительного упраж­нения и неупражнения сообразно новым привычкам, возникающим под влиянием внешней среды.

2. Приобретенные изменения наследуются новым поко­лением.

Согласно теории Ламарка, когда изменяются условия окружающей среды, у животных может возникнуть необходимость в более интенсивном использовании некоторых органов, или наоборот, отказ от их использования. Постепенно один вид превращается в другой. Ламарк в своей теории совершил ошибку: как выяснилось впоследствии, приобретенные признаки не наследуются.

Чарльз Дарвин создал теорию эволюции, авторитетную до настоящего времени. Движущими силами эволюции Дарвин признал изменчивость, наследственность и естественный отбор. Изменчивость вызывает появление новых признаков живых организмов, наследственность передает эти изменения потомству, а естественный отбор закрепляет в последующих поколениях только те признаки, которые дают преимущество в борьбе за существование. Чарльз Дарвин повторил ошибку Ламарка, поскольку не знал, что приобретенные признаки не наследуются.

Законы наследственности открыл Грегор Мендель. В опытах с горохом он пришел к выводу о том, что каждый признак растения представлен двумя альтернативными, т.е. взаимоисключающими состояниями, которые ученый назвал факторами. Один фактор является доминантным, или преобладающим, другой ‒ подавленным, или рецессивным. Мендель сформулировал три закона наследственности.

Первый закон Менделя (закон доминирования). При скрещивании двух особей, которые различаются по одной паре альтернативных факторов, гибриды первого поколения проявляют лишь доминантный фактор.

Второй закон Менделя (закон расщепления).При скрещивании гибридов первого поколения их потомство проявляет доминантные и рецессивные факторы в соотношении 3: 1.

Третий закон Менделя (закон независимого распределения). Расщепление каждой пары альтернативных факторов происходит независимо от других пар, так что факторы сочетаются между собой случайным образом.

Противоречия между эволюционной теорией и генети­кой были преодолены после создания синтетической теории эволюции, которая является основанием современной эволюци­онной биологии. Синтетическая теория эволюции признала факторы эволюции, отмеченные Дарвином, и добавила новые: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция организмов.

Вопросы для самоконтроля

1. Что означает термин «эволюция» применительно к биологическим процессам?

2. Какие фундаментальные идеи объединил Жан-Батист Ламарк при создании своей теории эволюции?

3. Сформулируйте принцип градации Ламарка.

4. Сформулируйте принцип прямого приспособления к условиям внешней среды Ламарка.

5. Опишите опыт Вейсмана, опровергающий некоторые представления Ламарка.

6. Какое влияние оказал трактат Томаса Мальтуса о народонаселении на Чарльза Дарвина?

7. Что такое естественный отбор?

8. Какие виды изменчивости различал Чарльз Дарвин?

9. Сформулируйте основные идеи эволюционного учения Дарвина.

10. Какой аргумент против теории Дарвина выдвинул Флеминг Дженкин?

11. Какие факторы наследственных признаков живых организмов Грегор Мендель назвал доминантными, а какие – рецессивными?

12. Сформулируйте три закона Менделя.

13. Что такое мутация?

14. Сформулируйте основные идеи хромосомной теории наследственности.

15. Сформулируйте закон Моргана.

16. Что такое элиминация?

17. Что такое популяция?

18. Синтез каких теорий представляет собой синтетическая теория эволюции?

19. Назовите факторы эволюции, согласно синтетической теории эволюции, которые были неизвестны Дарвину?

20. Что такое микроэволюция?

21. Что такое макроэволюция?

22. Сформулируйте основные положения синтетической теории эволюции.

23. Какие аргументы приводит палеонтология в подтверждение теории эволюции органического мира?

24. Какие аргументы приводит сравнительная анатомия в подтверждение теории эволюции органического мира?

25. Какие органы называются гомологичными? Приведите примеры.

26. Какие органы называются рудиментарными? Приведите примеры.

27. Что такое онтогенез?

28. Что такое филогенез?

29. Сформулируйте биогенетический закон.