Біологія - універсальний довідник

ЗАГАЛЬНА БІОЛОГІЯ

ЕВОЛЮЦІЯ. ЕВОЛЮЦІЙНЕ ВЧЕННЯ

ДОКАЗИ ЕВОЛЮЦІЇ

Біологічна еволюція — історичний процес розвитку органічного світу, що супроводжується змінами організмів, вимиранням одних і появою інших. Сучасна наука оперує багатьма фактами, які свідчать про еволюційні процеси.

Ембріологічні докази еволюції.

У першій половині XIX ст. починає розвиватися теорія «зародкової подібності». Російський учений Карл Бер (1792-1876) встановив, що на ранніх стадіях розвитку ембріонів спостерігається велика подібність між зародками різних видів у межах типу.

Роботи Ф. Мюллера і Е. Геккеля дали можливість їм сформулювати біогенетичний закон: «онтогенез — це коротке і швидке повторення філогенезу». Пізніше трактування біогенетичного закону було розвинуто й уточнено О.М. Сєвєрцовим: «в онтогенезі повторюються ембріональні стадії предків». Найбільшу схожість мають зародки на ранніх етапах розвитку. Загальні ознаки типу формуються у процесі ембріогенезу раніше, ніж спеціальні. Так, всі ембріони хребетних на І стадії мають зяброві щілини і двокамерне серце. На середніх етапах з’являються ознаки, характерні для кожного класу, і лише на більш пізніх формуються особливості виду.

Порівняльно-анатомічні і морфологічні докази еволюції.

Доказом єдності походження всього живого є клітинна будова організмів, єдиний план будови органів та їх еволюційні зміни.

Гомологічні органи мають подібний план будови, спільне походження, виконують як однакові, так і різні функції. Наявність гомологічних органів дає можливість довести історичну спорідненість різних видів. Первинна морфологічна подібність замінюється різною мірою відмінностями, набутими у процесі дивергенції. Типовим прикладом гомологічних органів є кінцівки хребетних, які мають однаковий план будови незалежно від функцій, які вони виконують.

Деякі органи рослин морфологічно розвиваються із зародкових листків і є видозміненими листками (вусики, колючки, тичинки).

Аналогічні органи — вторинна, не успадкована від спільних предків, морфологічна подібність організмів різних систематичних груп. Аналогічні органи схожі за виконуваними функціями і розвиваються у процесі конвергенції. Вони свідчать про однотипність пристосувань, що виникають у процесі еволюції в однакових умовах середовища у результаті природного добору. Наприклад, аналогічні органи тварин — крила метелика і птаха. Це пристосування до польоту у метеликів розвинулося з хітинового покриву, а в птахів — із внутрішнього скелета передніх кінцівок і пір’яного покриву. Філогенетично ці органи формувалися по-різному, але виконують однакову функцію — служать для польоту тварини. Іноді аналогічні органи набувають виняткової схожості, як, наприклад, очі головоногих молюсків і наземних хребетних. Вони мають однаковий загальний план будови, схожі структурні елементи, хоча розвиваються з різних зародкових листків в онтогенезі і зовсім не пов’язані між собою. Схожість пояснюється лише фізичною природою світла.

Прикладом аналогічних органів є колючки рослин, які захищають їх від поїдання тваринами. Колючки можуть розвиватися з листків (барбарис), прилистків (біла акація), пагонів (глід), кори (ожина). Вони схожі лише зовні і за функціями, які виконують.

Рудиментарні органи — порівняно спрощені або недорозвинені структури, що втратили своє первісне призначення. Вони закладаються в період ембріонального розвитку, але повністю не розвиваються. Іноді рудименти виконують інші функції порівняно з гомологічними органами інших організмів. Так, рудимент апендикс людини виконує функцію лімфоутворення, на відміну від гомологічного органа — сліпої кишки у травоїдних. Рудименти тазового пояса кита і кінцівок пітона підтверджують факт походження китів від наземних четвероногих, а пітонів — від предків із розвиненими кінцівками.

Атавізм — явище повернення до предкових форм, що спостерігається в окремих особин. Наприклад, зебровидне забарвлення лошат, багатососковість у людини.

Біогеографічні докази еволюції.

Вивчення флори і фауни різних материків дозволяє відновити загальний перебіг еволюційного процесу і виділити декілька зоогеографічних зон, що мають подібних наземних тварин.

1. Голарктична область, що об’єднує Палеарктичну (Євразія) і Неоарктичну (Північна Америка) області.

2. Неотропічна область (Південна Америка).

3. Ефіопська область (Африка).

4. Індо-Малайська область (Індокитай, Малайзія, Філіппіни).

5. Австралійська область.

У кожної з перерахованих областей спостерігається велика схожість тваринного і рослинного світу. Області відрізняються між собою визначеними ендемічними групами.

Ендеміки — види, роди, родини рослин або тварин, поширення яких обмежене невеликою географічною територією, тобто це специфічна для даної області флора або фауна. Розвиток ендемії найчастіше пов’язаний з географічною ізоляцією. Наприклад, найбільш раннє відокремлення Австралії від південного материка Гондвани (більше 120 млн. років) призвело до самостійного розвитку ряду тварин. Не відчуваючи тиску з боку хижаків, які відсутні в Австралії, тут збереглися однопрохідні ссавці — першозвірі: качкодзьоб та єхидна; сумчасті: кенгуру, коала.

Флора і фауна Палеарктичної і Неоарктичної областей, навпаки, схожі між собою. Наприклад, близькоспорідненими є американські та європейські клени, ясени, сосни, ялини. Такі ссавці, як лосі, куниці, норки, білі ведмеді живуть у Північній Америці та в Євразії. Американському бізону відповідає родинний вид — європейський зубр. Подібна схожість свідчить про тривалу єдність двох материків.

Палеонтологічні докази еволюції.

Палеонтологія вивчає викопні організми і дозволяє встановити історичний процес і причини зміни органічного світу. На основі палеонтологічних знахідок складена історія розвитку органічного світу.

Викопні перехідні форми — форми організмів, які поєднують найдавніші і сучасні групи. Вони допомагають відновити філогенез окремих груп. Представники: археоптерикс — перехідна форма між рептиліями і птахами; іностранцевія — перехідна форма між рептиліями і ссавцями; псилофіти — перехідна форма між водоростями і наземними рослинами.

Палеонтологічні ряди складаються з викопних форм і відображають хід філогенезу (історичного розвитку) виду. Такі ряди існують для коней, слонів, носорогів. Перший палеонтологічний ряд коней був складений В. О. Ковалевським (1842-1883).

Релікти — рідкісні види рослин або тварин, які залишилися існувати на даній території і збереглися з минулих геологічних часів. Для них характерні ознаки вимерлих груп минулих епох. Вивчення реліктових форм дозволяє відновити вигляд зниклих організмів, відтворити умови їх проживання і спосіб життя. Гатерія — представник древніх примітивних плазунів. Такі плазуни жили в юрському і крейдяному періоді. Кистепера риба латимерія відома з раннього девону. Ці тварини дали початок наземним хребетним. Гінкго є найбільш примітивною формою голонасінних. Листя велике, віялоподібне, рослини листопадові. На території України серед рослин-реліктів збереглися азалія жовта, сосна крейдяна, тис ягідний. Серед тварин реліктами є хохуля звичайна, перев’язка та інші тварини.

Порівняння сучасних примітивних і прогресивних форм організмів дає можливість відновити деякі ознаки передбачуваних предків прогресивної форми, проаналізувати перебіг еволюційного процесу.