Шпоры к экзамену по Теории Эволюции часть1

Подождите немного. Документ загружается.

Далее коацерватные капли подвергались естественному отбору, что обеспечило их эволюцию.

Подобные взгляды также высказывал британский биолог Джон Холдейн.

Проверил теорию Стэнли Миллер в 1953 году в эксперименте Миллера — Юри. Он поместил смесь H2O,

NH3, CH4, CO2, CO в замкнутый сосуд и стал пропускать через неё электрические разряды. Оказалось, что

образуются аминокислоты. Позднее в разных условиях были получены другие сахара и нуклеотиды. Он

сделал вывод, что эволюция может произойти при фазовообособленном состоянии из раствора

(коацерватов). Однако, такая система не может сама себя воспроизводить.

Теория была обоснована, кроме одной проблемы, на которую долго закрывали глаза почти все специалисты

в области происхождения жизни. Если спонтанно, путём случайных безматричных синтезов в коацервате

возникали единичные удачные конструкции белковых молекул (например, эффективные катализаторы,

обеспечивающие преимущество данному коацервату в росте и размножении), то как они могли

копироваться для распространения внутри коацервата, а тем более для передачи коацерватам-потомкам?

Теория оказалась неспособной предложить решение проблемы точного воспроизведения — внутри

коацервата и в поколениях — единичных, случайно появившихся эффективных белковых структур. Однако,

было показано, что первые коацерваты могли образоваться самопроизвольно из липидов, синтезированных

абиогенным путем, и они могли вступить в симбиоз с «живыми растворами» — колониями

самовоспроизводящихся молекул РНК, среди которых были и рибозимы, катализирующие синтез липидов, а

такое сообщество уже можно назвать организмом[1].

[править]

Мир РНК как предшественник современной жизни

Основная статья: Гипотеза РНК-мира

К XXI веку теория Опарина—Холдейна, предполагающая изначальное возникновение белков, практически

уступила место[2] более современной. Толчком к её разработке послужило открытие рибозимов — молекул

РНК, обладающих ферментативной активностью и поэтому способных соединять в себе функции, которые в

настоящих клетках в основном выполняют по отдельности белки и ДНК, то есть катализирование

биохимических реакций и хранение наследственной информации. Таким образом, предполагается, что

первые живые существа были РНК-организмами без белков и ДНК, а прообразом их мог стать

автокататилический цикл, образованный теми самыми рибозимами, способными катализировать синтез

своих собственных копий.[3]

[править]

Панспермия

Основная статья: Панспермия

Согласно теории Панспермии, предложенной в 1865 году немецким ученым Г. Рихтером и окончательно

сформулированной шведским ученым Аррениусом в 1895 году, жизнь могла быть занесена на Землю из

космоса. Наиболее вероятно попадание живых организмов внеземного происхождения с метеоритами и

космической пылью. Это предположение основывается на данных о высокой устойчивости некоторых

организмов и их спор к радиации, глубокому вакууму, низким температурам и другим воздействиям. Однако

до сих пор нет достоверных фактов, подтверждающих внеземное происхождение микроорганизмов,

найденных в метеоритах. Но если бы даже они попали на Землю и дали начало жизни на нашей планете,

вопрос об изначальном возникновении жизни оставался бы без ответа.

Фрэнсис Крик и Лесли Оргел предложили в 1973 году другой вариант — управляемую панспермию, то есть

намеренное «заражение» Земли (наряду с другими планетными системами) микроорганизмами,

доставленными на непилотируемых космических аппаратах развитой инопланетной цивилизацией, которая,

возможно, находилась перед глобальной катастрофой или же просто надеялась произвести

терраформирование других планет для будущей колонизации[4]. В пользу своей теории они привели два

основных довода — универсальность генетического кода (известные другие вариации кода используются в

биосфере гораздо реже и мало отличаются от универсального) и значительную роль молибдена в некоторых

ферментах. Молибден — очень редкий элемент для всей Солнечной системы. По словам авторов,

первоначальная цивилизация, возможно, обитала возле звезды, обогащённой молибденом.

Против возражения о том, что теория панспермии (в том числе управляемой) не решает вопрос о

зарождении жизни, они выдвинули следующий аргумент: на планетах другого неизвестного нам типа

вероятность зарождения жизни изначально может быть намного выше, чем на Земле, например, из-за

наличия особенных минералов с высокой каталитической активностью.

В 1981 году Ф. Крик написал книгу «Life itself: its origin and nature», в которой он более подробно, чем в

статье, и в популярной форме излагает гипотезу управляемой панспермии.

[править]

Устаревшие концепции

[править]

Самозарождение жизни

Основная статья: Самозарождение

Эта теория была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Древнем Египте в качестве альтернативы

креационизму, с которым она сосуществовала. Аристотель (384—322 гг. до н. э.), которого часто

провозглашают основателем биологии, придерживался теории спонтанного зарождения жизни. Согласно

этой гипотезе, определенные «частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при

подходящих условиях может создать живой организм. Аристотель был прав, считая, что это активное начало

содержится в оплодотворенном яйце, но ошибочно полагал, что оно присутствует также в солнечном свете,

тине и гниющем мясе.

С распространением христианства теория спонтанного зарождения жизни оказалась не в чести, но эта идея

все продолжала существовать где-то на заднем плане в течение ещё многих веков.

Известный ученый Ван Гельмонт описал эксперимент, в котором он за три недели якобы создал мышей. Для

этого нужны были грязная рубашка, тёмный шкаф и горсть пшеницы. Активным началом в процессе

зарождения мыши Ван Гельмонт считал человеческий пот.

В 1688 году итальянский биолог и врач Франческо Реди подошел к проблеме возникновения жизни более

строго и подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. Реди установил, что маленькие белые

червячки, появляющиеся на гниющем мясе, — это личинки мух. Проведя ряд экспериментов, он получил

данные, подтверждающие мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни

(концепция биогенеза).

Эти эксперименты, однако, не привели к отказу от идеи самозарождения, и хотя эта идея несколько отошла

на задний план, она продолжала оставаться главной версией зарождения жизни.

В то время как эксперименты Реди, казалось бы, опровергли спонтанное зарождение мух, первые

микроскопические исследования Антони ван Левенгука усилили эту теорию применительно к

микроорганизмам. Сам Левенгук не вступал в споры между сторонниками биогенеза и спонтанного

зарождения, однако его наблюдения под микроскопом давали пищу обеим теориям.

В 1860 году проблемой происхождения жизни занялся французский химик Луи Пастер. Своими опытами он

доказал, что бактерии вездесущи и что неживые материалы легко могут быть заражены живыми

существами, если их не стерилизовать должным образом. Учёный кипятил в воде различные среды, в

которых могли бы образоваться микроорганизмы. При дополнительном кипячении микроорганизмы и их

споры погибали. Пастер присоединил к S-образной трубке запаянную колбу со свободным концом. Споры

микроорганизмов оседали на изогнутой трубке и не могли проникнуть в питательную среду. Хорошо

прокипяченная питательная среда оставалась стерильной, в ней не обнаруживалось зарождения жизни,

несмотря на то, что доступ воздуха был обеспечен.

В результате ряда экспериментов Пастер доказал справедливость теории биогенеза и окончательно

опроверг теорию спонтанного зарождения.

[править]

Теория стационарного состояния

Согласно теории стационарного состояния, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда

была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень незначительно. Согласно этой версии,

виды также никогда не возникали, они существовали всегда, и у каждого вида есть лишь две возможности —

либо изменение численности, либо вымирание.

Однако гипотеза стационарного состояния в корне противоречит данным современной астрономии,

которые указывают на конечное время существования любых звёзд и, соответственно, планетных систем

вокруг звёзд. По современным оценкам, основанным на учете скоростей радиоактивного распада, возраст

Земли, Солнца и Солнечной системы исчисляется ~4,6 млрд лет. Поэтому эта гипотеза обычно не

рассматривается академической наукой.

Сторонники этой теории не признают, что наличие или отсутствие определенных ископаемых остатков

может указывать на время появления или вымирания того или иного вида, и приводит в качестве примера

представителя кистеперых рыб — латимерию (целаканта). По палеонтологическим данным кистеперые

вымерли в конце мелового периода. Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в районе

Мадагаскара были найдены живые представители кистеперых. Сторонники теории стационарного состояния

утверждают, что только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми останками, можно

сделать вывод о вымирании, да и в этом случае весьма вероятно, что он окажется неверным. Используя

палеонтологические данные для подтверждения теории стационарного состояния, ее сторонники

интерпретируют появление ископаемых остатков в экологическом аспекте. Так, например, внезапное

появление какого-либо ископаемого вида в определенном пласте они объясняют увеличением численности

его популяции или его перемещением в места, благоприятные для сохранения остатков.

[править]

Религиозные концепции

[править]

Креационизм

Основная статья: Креационизм

Креационизм (от англ. creaZon — создание) — религиозно-философская концепция, в рамках которой всё

многообразие органического мира, человечества, планеты Земля, а также мир в целом, рассматриваются как

намеренно созданные неким верховным существом или божеством. Теория креационизма, отсылая ответ на

вопрос о возникновении жизни к религии (сотворение жизни Богом), по критерию Поппера находится вне

поля научных изысканий (так как она неопровержима: научными методами невозможно доказать, как то,

что Бог не сотворял жизни, так и то, что Бог ее сотворял). Кроме того, эта теория не дает

удовлетворительного ответа на вопрос о причинах возникновения и существования самого верховного

существа, обычно просто постулируя его безначальность.

6. Формирование различных течений в дарвинизме

Вскоре после возникновения дарвинизма в нем начало формироваться несколько течений. Среди них

можно выделить три основных. Прежде всего — это классический дарвинизм, то есть учение самого

Дарвина и других биологов, разделявших представление о ведущей роли в эволюции естественного отбора

на основе неопределенной изменчивости и борьбы за существование. Сторонники классического

дарвинизма признавали гипотезу наследования приобретенных признаков в качестве подчиненного

принципа.

Яркими представителями классического дарвинизма были А. Уоллес (до середины 80-х годов), Т. Гексли, К.

А. Тимирязев, А. О. и В. О. Ковалевские, Л. Вюртенбергер, Ф. Мюллер, И. И. Мечников и другие.

Другим течением в дарвинизме, приобретшим, особенно в Германии, значительную популярность, было

течение, которое представлял Э. Геккель. В качестве движущих сил эволюции оно на равных правах

признавало естественный отбор и прямое приспособление на основе унаследования полезных изменений.

Представители этого течения в дарвинизме, будучи выдающимися пропагандистами и защитниками учения

Дарвина, в трактовке причин эволюции делали существенные отступления от концепции Ч. Дарвина. Можно

сказать, что их толкование причин эволюции представляло собою некоторое эклектическое сочетание

дарвинизма с ламаркизмом.

Третье течение в дарвинизме — неодарвинизм — возникло в середине 80-х, а окончательно

сформировалось в начале 90-х годов. Его основателями были А. Вейсман и А. Уоллес. Неодарвинизм

нередко характеризовался в литературе как одна из форм антидарвинизма. Эту точку зрения, иногда

дающую знать о себе до сих пор, нельзя признать верной. Она проистекает из неправомерного

отождествления некоторых ошибочных и отживших генетических и эмбриологических представлений

Вейсмана с его позицией по вопросам учения об эволюции. Вейсман всегда признавал и защищал теорию

естественного отбора. Борьбу же он вел не против дарвинизма, а против механоламаркизма и гипотезы

наследования приобретаемых признаков. Поэтому эволюционные взгляды Вейсмана как и неодарвинизм в

целом неправильно относить к антидарвинизму, хотя теория неодарвинизма и не была лишена крупных

недостатков.

Синтетическая теория эволюции, ее сущность, основные положения

Экспериментальное изучение факторов и причин, вызывающих приспособительное преобразование

популяций, и обобщение их с учетом достижений генетики, экологии, математического моделирования и

других наук стали основой синтетической теории эволюции (СТЭ), представляющей современный

дарвинизм. СТЭ заменила организмоцентристский подход в понимании единицы эволюции

популяционным. В основе эволюции лежат противоречия не в системе «организм – абиотическая среда», а в

системе «популяция – биогеоценоз». Элементарным эволюционным явлением признаются наследственные

изменения популяций, которые вследствие спонтанных мутаций существуют в виде смеси различных

генотипов. Наследуемые изменения, мутации многообразны: генные, хромосомные, геномные и другие.

Важны частота возникновения мутаций, четкость их выражения, биологическая значимость новых признаков

и т.д. СТЭ детализировала понимание того, что именно естественный отбор превращает случайные

наследственные изменения в направленный процесс эволюции по пути все более эффективного

приспособления организмов к среде. Принципиальное значение имеют исследования эволюциониста и

эколога И.И. Шмальгаузена о функциях ведущего, стабилизирующего и дизруптивного видов естественного

отбора. Ведущий отбор приводит к возникновению новой нормы реакции, свойственной виду, в конечном

счете к изменениям вида. Стабилизирующая форма отбора отбрасывает изменения, выходящие за пределы

колебаний условий данной среды, и повышает устойчивость уже существующей или только еще

устанавливающейся нормы. Стабилизирующий отбор осуществляется при переходе из среды с большой

амплитудой условий в стабильную обстановку. Дизруптивная форма отбора приводит к естественному

вымиранию особей со средним проявлением какого- либо признака и выживанием особей с крайними

проявлениями признаков. Учение о разных формах отбора внесло уточнения в представления о роли

ненаследуемых модификаций в эволюционном процессе.

При изменяющихся условиях среды организмы отвечают на них адаптивными модификациями при

сохранении их генотипа. Если новые условия сохраняются длительное время, то в конечном счете

происходит наследственная стабилизация фенотипа, который первоначально был выражен адаптивной

модификацией. При этом имеет место не переход модификации в адекватное наследственное изменение, а

сложная перестройка генотипа, в процессе которой меняется норма реакции и появляются возможности

новых приспособительных модификаций. Изложенные взгляды требуют пересмотра прежних

представлений о том, что модификации не имеют эволюционного значения.

Синтетическая теория эволюции более доказательна, опирается на широкое применение

экспериментальных методов, на воспроизводимые опыты. Она продолжает развиваться, совершенствуясь в

процессе практического применения для выработки обоснованных способов управления эволюционным

процессом с учетом многообразных экологических проблем современности.

Среди доказательств синтетической теории эволюции можно выделить следующие:

Данные палеонтологии

Ископаемые переходные формы – формы организмов сочетающие в себе признаки более старых и более

молодых групп.

Палеонтологические ряды – это ряды ископаемых форм, эволюционно связанные друг с другом.

Последовательность ископаемых форм – ископаемые организмы, жившие в один и тот же период.

Данные биогеографии

Данные этой науки позволяют заметить, что чем дальше друг от друга изолированы участки суши, тем

сильнее их различия в видовом составе, например, Австралия. В некоторых частях планеты были найдены

реликты, т.е. живые ископаемые: ящерица гаттерия, кистеперая рыба латимерия, растение гинкго.

Данные морфологии и анатомии

Глубокое морфологическое и анатомическое сходство может показать родство сравниваемых групп.

Существуют также некоторые специфические подходы:

наличие рудиментарных органов (органы или структуры, сравнительно недоразвитые, но у предковых форм

выполняющие важную функцию: ушные мышцы, третье веко, копчик, слепая кишка);

атавизмы – возвращение рудиментарных органов к размерам предковых форм.

Данные эмбриологии

Существуют два основных доказательства:

выявление зародышевого сходства на основе закона К. Бэра;

принцип реакпитуляции, установленный Дарвином и Геккелем.

Данные систематики

Наличие переходных форм. Например, между животными и растениями – эвглена зеленая; между червями

и членистоногими – перипатус.

Данные экологии

Экология вскрывает значение приспособленности организмов к условиям окружающей среды и появление

таких приспособлений в ходе эволюции.

Данные генетики и селекции

Генетика определила механизмы наследственности и изменчивости, т.е. сам механизм эволюции.

Селекция позволяет в искусственных условиях проследить действие факторов эволюции.

Данные молекулярной биологии

Позволяют судить о сходстве строения основных молекул, составляющих живой организм, и протекания

процессов во всех живых организмах.

Элементарный эволюционный материал, согласно СТЭ – генетически различные особи или группы особей.

В СТЭ все изменения признаны наследственными, причем наследуется не сама информация, а код

наследственной информации, т.е. пределы развития данного признака – норма реакции. Если признак

проявляется в пределах нормы реакции, то наследственность называется фенотипической. Если проявление

признака происходит вне пределов нормы реакции, то такая изменчивость – мутационная.

Выделяют 3 основных фактора эволюции:

мутационный процесс. Значение фактора: появление элементарного эволюционного материала;

изоляция – возникновение любых барьеров, препятствующих свободному скрещиванию. Значение фактора:

нарушение свободного скрещивания, что ведет к закреплению различий между популяциями одного вида;

популяционные волны – колебание численности особей, составляющих популяцию. Значение фактора:

популяционные волны подставляют под действие естественного отбора редкие мутации и, наоборот,

уничтожают наиболее часто встречающиеся, что ведет к смене генотипа популяции.

Основная движущая сила эволюции – естественный отбор. Он имеет 2-е предпосылки:

гетерогенность особей;

избыточная численность потомства.

7. Эволюционное дерево

Один из вариантов филогенетического дерева. Зелёным выделены археи, красным — эукариоты, синим —

бактерии. Высота синих столбиков обозначает размер генома данного вида, видные при большом

увеличении рисунка цифры над столбиками — оценка числа генов в геноме.

Общепринятая в научном сообществе классификация живых организмов представляет собой

многоуровневую иерархическую структуру: организмы делятся на царства, царства делятся на типы, типы —

на классы, классы — на отряды, и так далее. В результате такого ветвления получается филогенетическое

дерево[~ 4]. Существуют разногласия между биологами по поводу отнесения отдельных видов к конкретным

группам, но эти противоречия имеют частный характер. Практика показывает, что биологические

классификации, построенные на основе разных признаков, в тенденции стремятся к одной и той же

древовидной иерархической схеме — естественной классификации. А значит, в основе этой классификации,

возможно, существует закономерность.

Именно такой результат можно ожидать при эволюционном происхождении животных от общего предка[~

5]. Ветвление филогенетического дерева соответствует делению популяций в процессе видообразования.

Как правило, объекты, возникшие не в ходе эволюции, не обладают этим свойством. Невозможно

объективно построить иерархию элементарных частиц, химических элементов, планет Солнечной системы.

Также не существует объективной иерархии таких сознательно созданных объектов как книги в библиотеке,

дома, мебель, машины. Можно при желании объединять эти объекты в различные иерархии, но нет

единственной объективной иерархии, принципиально лучшей, чем все остальные[46].

Существует ряд статистических методов для точной оценки того, насколько объекты с разными свойствами

укладываются в ту или иную иерархию[47]. Эти методы измеряют так называемый «филогенетический

сигнал», позволяя отличить мнимые закономерности от объективных. Например, у любого

«генеалогического древа» автомобилей будет низкий уровень филогенетического сигнала[48][49]. У

эволюционного дерева и у различных его частей, напротив, стабильно чёткий филогенетический сигнал[49]

[50][51].

Есть несколько источников данных, на основе которых можно делать выводы о степени родства между

видами. Если существует единое эволюционное дерево, объединяющее все виды в объективную

генеалогию, то все данные должны подтверждать эту генеалогию[52]. Филогенетические деревья,

построенные независимо, должны соответствовать друг другу. Наиболее простой, хотя и не очень точный

способ построить такое дерево — сравнение строения организмов животных: чем меньше различий между

видами, тем меньше поколений отделяют их от общего предка. Палеонтологическая летопись позволяет

установить родство между классами животных. Например, найденные останки пернатых динозавров

свидетельствуют о родстве между рептилиями и птицами. Биогеография и эмбриология также дают

информацию об эволюционной близости видов. Наиболее точный источник данных, недоступный во

времена Дарвина — сравнительный анализ геномов различных организмов. Эволюционное дерево можно

построить по каждому отдельно взятому гену, также исследователи рассматривают всевозможные

некодирующие белк последовательности.и́

Все эти источники информации дают одинаковую картину с точностью до погрешности используемых

методов. Тот факт, что эволюционные деревья, построенные по разным данным, соответствуют друг другу,

объясняется эволюционной теорией. Другие объяснения отсутствуют: например, нет никаких причин,

почему организмы, сходные по строению, должны иметь сходные некодирующие последовательности в

геноме, если они не произошли от одного предка

8. Палеонтологические доказательства

Прогресс в изучении эволюции человека. Увеличение числа известных науке видов гоминин по времени.

Каждый вид изображён в виде прямоугольника, показывающего границы, в которых варьировал объём

черепа, и место вида в палеонтологической летописи. Видно постепенное заполнение промежутков между

видами.

Как правило, останки растений и животных разлагаются и исчезают без следа. Но иногда биологические

ткани замещаются минеральными веществами, и образуются окаменелости. Обычно находят окаменевшие

кости или раковины, то есть твёрдые части живых организмов. Иногда находят отпечатки следов животных

или следы их жизнедеятельности. Ещё реже находят животное целиком — вмороженным в лёд в районах

современной вечной мерзлоты, попавшим в окаменевшую позже смолу древних растений (янтарь) или в

другую естественную смолу — асфальт.

Изучением ископаемых останков занимается палеонтология. Как правило, осадочные породы залегают

слоями, поэтому более глубокие слои содержат окаменелости из более раннего периода (принцип

суперпозиции). А значит, сравнивая ископаемые формы из последовательных напластований, можно делать

выводы об основных направлениях эволюции живых организмов. Для оценки возраста окаменелостей

используются многочисленные методы геохронологии.

При взгляде на палеонтологическую летопись можно сделать вывод, что жизнь на Земле существенно

менялась. Чем глубже в прошлое мы смотрим, тем меньше видим общего с современной биосферой.

Первые прокариоты (простейшие одноклеточные, не обладающие оформленным клеточным ядром)

появляются приблизительно 3,5 млрд лет назад. Первые одноклеточные эукариоты появляются 2,7—1,75

млрд лет назад. Примерно через миллиард лет, 840 млн лет назад, в палеонтологической летописи

появляются первые многоклеточные животные, представители хайнаньской фауны. Согласно

опубликованному в 2009 году исследованию, вероятно, более 635 млн лет назад уже существовали

многоклеточные, относящиеся к одному из современных типов — губки[54]. В период «кембрийского

взрыва», 540—530 млн лет назад, за геологически короткий промежуток времени, в геологической летописи

появляются остатки представителей большинства современных типов, имеющих скелеты, а ещё через 15

млн лет — первые примитивные позвоночные, похожие на современных миног[55]. Челюстноротые рыбы

появляются 410 млн лет назад, насекомые — 400 млн лет назад, и ещё 100 млн лет на суше господствуют

папоротниковидные, а основными группами наземной фауны остаются насекомые и земноводные. С 250 по

65 млн лет назад на Земле господствующее положение «верховных хищников» и крупных травоядных

занимали динозавры и другие пресмыкающиеся, самыми распространёнными растениями были саговники и

другие группы голосеменных. Первые ископаемые остатки цветковых появляются 140—130 млн лет назад, а

начало их широкого распространения относится к середине мелового периода (около 100 млн лет назад).

Наблюдаемая картина соответствует происхождению всех видов от одноклеточных организмов и не имеет

других научных объяснений[56].

Известное доказательство эволюции — наличие так называемых промежуточных форм, то есть организмов,

сочетающих в себе характерные признаки разных видов.[~ 1] Как правило, говоря о промежуточных (или

«переходных») формах имеют ввиду ископаемые виды, хотя промежуточные виды не всегда вымирают. На

основе филогенетического дерева теория эволюции предсказывает, какие промежуточные формы могут

быть найдены, а какие — нет. В соответствии с научным методом, сбывшиеся предсказания подтверждают

теорию. Например, зная строение организмов пресмыкающихся и птиц, можно предсказать некоторые

особенности переходной формы между ними. Можно прогнозировать возможность найти остатки

животных, подобных рептилиям, но с перьями, или останки животных, подобных птицам, но с зубами или с

длинными хвостами со скелетом из несросшихся позвонков. При этом можно предсказать, что не будут

найдены переходные формы между птицами и млекопитающими, например — ископаемые

млекопитающие с перьями или подобные птицам ископаемые с костями среднего уха как у

млекопитающих[57].

Вскоре после публикации «Происхождения видов» были обнаружены останки археоптерикса —

промежуточной формы между рептилиями и птицами. Для археоптерикса характерно дифференцированное

оперение (типичная птичья черта), а по строению скелета он слабо отличался от динозавров из группы

компсогнатов. У него были когти на передних конечностях, зубы и длинный хвост со скелетом из

несросшихся позвонков, а предполагаемые уникальные «птичьи» особенности скелета позднее были

выявлены у других рептилий. Позднее были найдены и другие переходные формы между рептилиями и

птицами[58].

Известно множество других переходных форм, в том числе — от беспозвоночных к рыбам, от рыб к

четвероногим, от земноводных к рептилиям и от рептилий к млекопитающим[59].

В некоторых случаях ископаемые переходные формы обнаружить не удалось, например — нет следов

эволюции шимпанзе (предположительно, это объясняется отсутствием условий для образования

окаменелостей в лесах, где они живут)[60], нет следов ресничных червей, а этот класс объединяет более

3500 видов[61]. Разумеется, чтобы фальсифицировать теорию эволюции, недостаточно указать на подобные

пробелы в палеонтологической летописи. Чтобы опровергнуть эволюционное учение, потребовалось бы

предъявить скелет, не соответствующий филогенетическому дереву или не укладывающийся в

хронологическую последовательность. Так, в ответ на вопрос о том, какая находка могла бы

сфальсифицировать эволюционную теорию, Джон Холдейн отрезал: «Ископаемые кролики в

докембрии!»[62] Были найдены миллионы окаменелостей[63] около 250 000 ископаемых видов[64], и

каждая находка — это проверка теории эволюции, а пройденная проверка подтверждает теорию.

В тех случаях, когда палеонтологическая летопись оказывается особенно полна, появляется возможность

построить так называемые филогенетические ряды, то есть ряды видов (родов и т. д.), последовательно

сменяющих друг друга в процессе эволюции. Наиболее известны филогенетические ряды человека и

лошади (см. ниже), также в качестве примера можно привести эволюцию китообразных

9. Морфологические доказательства

В ходе эволюции каждый новый организм не проектируется с нуля, а получается из старого за счет

последовательности небольших изменений. У образовавшихся таким образом структур есть ряд

характерных особенностей, указывающих на их эволюционное происхождение. Сравнительно-

анатомические исследования позволяют выявить такие особенности.

В частности, эволюционное происхождение исключает возможность целенаправленного заимствования

удачных конструкций у других организмов. Поэтому у различных, не близкородственных видов для решения

схожих задач используются различные органы. Например, крыло бабочки и крыло птицы развиваются из

разных зародышевых листков, крылья птиц представляют собой видоизменённые передние конечности, а

крылья бабочки — складки хитинового покрова. Сходство между этими органами поверхностно и является

следствием их конвергентного происхождения. Такие органы называют аналогичными[80][81].

Противоположная ситуация наблюдается у близкородственных видов: для совершенно разных задач

используются схожие по строению органы. Например, передние конечности позвоночных выполняют самые

разные функции, но при этом имеют общий план строения, занимают сходное положение и развиваются из

одних и тех же зачатков, то есть являются гомологичными[4]. Сходство строения крыла летучей мыши и лапы

крота невозможно объяснить с точки зрения полезности. В то же время, теория эволюции даёт объяснение:

единую структуру конечности четвероногие позвоночные унаследовали от общего предка[82].

Каждый вид наследует от предкового вида большинство его свойств — в том числе иногда и те, которые для

нового вида бесполезны. Изменения обычно происходят за счет постепенного последовательного

преобразования признаков предкового вида. Сходство гомологичных органов, не связанное с условиями их

функционирования — свидетельство их развития в ходе эволюции из общего прототипа, имевшегося у

предкового вида. Другие примеры эволюционных изменений морфологии — рудименты, атавизмы, а также

многочисленные случаи специфического несовершенства строения организмов.

[править]

Гомологичные органы

Основная статья: Гомология (биология)

Передние конечности млекопитающих представляют собой пример гомологичных органов, так как

происходят из одного и тех же тканей зародыша по сходному механизму, состоят из одного и того же набора

костей, но при этом выполняют самые разные функции. Третья кость пясти отмечена красным цветом.

Пятипалая конечность

Пятипалая конечность, характерная для четвероногих позвоночных — пример гомологии органов. Более

того, прослеживается гомология пятипалой конечности и плавников некоторых ископаемых видов

кистепёрых рыб, от которых, по всей видимости, произошли первые земноводные. Конечности четвероногих

различаются по форме и приспособлены к выполнению самых различных функций в самых разных условиях.

На примере млекопитающих:

У обезьян передние конечности вытянуты, кисти приспособлены для хватания, что облегчает лазанье по

деревьям.

У свиньи первый палец отсутствует, а второй и пятый — уменьшены. Остальные два пальца длиннее и

твёрже остальных, концевые фаланги покрыты копытами.

У лошади также вместо когтей копыто, нога удлинена за счёт костей среднего пальца, что способствует

большой скорости передвижения.

Кроты имеют укороченные и утолщённые пальцы, что помогает при копании.

Муравьед использует крупный средний палец для раскапывания муравейников и гнёзд термитов.

У китов передние конечности представляют собой плавники. При этом число фаланг пальцев увеличено по

сравнению с другими млекопитающими, а сами пальцы скрыты под мягкими тканями.

У летучей мыши передние конечности преобразовались в крылья за счёт значительного удлинения четырёх

пальцев, а крючкообразный первый палец используется, чтобы висеть на деревьях.

При этом все эти конечности содержат сходный набор костей с одним и тем же относительным

расположением[83]. Единство структуры не может быть объяснено с точки зрения полезности, так как

конечности используются для совершенно разных целей.

Части ротового аппарата насекомых

Части ротового аппарата у различных видов насекомых. a, усики; c, фасеточный глаз (к ротовому аппарату не

относятся); lb, нижняя губа; lr, верхняя губа; md, жвалы (верхние челюсти); mx, максиллы (нижние челюсти).

Основные части ротового аппарата насекомых — верхняя губа, пара жвал (верхних челюстей), подглоточник

(hypopharynx), две максиллы (нижние челюсти) и нижняя губа (сросшиеся вторые максиллы). У разных видов

эти составные части различаются по форме и размеру, у многих видов некоторые из частей утрачены.

Особенности строения ротового аппарата позволяют насекомым использовать различные источники пищи

(см. рисунок):

(A) В исходном виде (например, у кузнечика) сильные жвалы и максиллы используются для кусания и

жевания.

(B) Медоносная пчела использует нижнюю губу для сбора нектара, а жвалами дробит пыльцу и разминает

воск.

(D) У самок комаров верхняя губа и максиллы образуют трубку, жвалы используются для протыкания кожи.

[править]

Аналогичные органы