Что является доказательством эволюции
Доказательства эволюции
Пути эволюции
В своих работах советский ученый Северцов А.Н. выделил понятия биологического прогресса и регресса.
Ароморфоз представляет собой прогрессивное эволюционное преобразование, повышающее уровень организации организмов. В результате ароморфоза становится возможным освоение новых, ранее недоступных для жизни, территорий. К примеру, теплокровность птиц позволила им заселить места с холодным климатом.
Идиоадаптация подразумевает незначительные, частные изменения в строении и функциях организма, которые помогают приспособиться к условиям среды обитания. Идиоадаптации существенно не повышают уровень организации.
Общей дегенерацией называют упрощение организации, которое заключается в утрате отдельных органов и систем органов. У многих этот пункт вызывает внутреннее противоречие: как общая дегенерация может относиться к биологическому прогрессу?
У многих паразитов отсутствуют различные органы, к примеру, у ленточных червей нет пищеварительной системы. А зачем она им, когда пища в кишке, где они обитают, уже переварена и расщеплена организмом хозяина?
Биологический регресс характеризуется признаками, противоположными биологическому прогрессу:
Главная причина биологического регресса в том, что скорость эволюции вида отстает от скорости изменения внешней среды, эволюции других видов: это несоответствие снижает приспособленность организмов. Часто деятельность человека молниеносно меняет окружающую среду: далеко не все виды могут приспособиться к этому, происходит вымирание.
Сравнительно-анатомические доказательства эволюции
В строении нынешних животных можно найти признаки древних предковых форм, которые также свидетельствуют об эволюции. Сейчас мы обсудим рудименты и атавизмы.
У человека к рудиментарным органам относятся: зубы мудрости, копчик, ушные мышцы, аппендикс (червеобразный отросток), третье веко (эпикантус).
У человека атавизмами могут являться хвост, волосатое тело, добавочные молочные железы, незаращение межпредсердной перегородки.
Переходные формы
Такими формами являются, к примеру, утконос и ехидна из класса млекопитающих. При многих признаках млекопитающих, они откладывают яйца, тем самым подтверждают родство млекопитающих с пресмыкающимися.
Эмбриологические доказательства
Немецкие ученые Ф. Мюллер и Э. Геккель во второй половине XIX века сформулировали биогенетический закон, гласящий, что онтогенез (индивидуальное развитие) каждой особи есть краткое и быстрое повторение филогенеза (исторического развития вида).
Биогенетический закон Мюллера-Геккеля объясняет повторение этапов (на стадии зародыша), которые были свойственны нашим далеким предкам. Таким образом, мы проходим их этапы, но, не останавливаясь на них, двигаемся дальше к более совершенным этапам.
Карл Бэр сформулировал закон зародышевого сходства, который гласит, что на ранних стадиях развития зародыши позвоночных животных настолько похожи друг на друга, что практически неразличимы между собой. Это также указывает и подтверждает единство происхождения животного мира.
Палеонтологические доказательства эволюции
Палеонтология (греч. palaios – древний) изучает ископаемые останки вымерших животных, их сходства и различия с ныне живущими видами. Сопоставляя друг с другом ископаемые останки разных геологических эпох, можно увидеть как происходила эволюция различных видов животных и растений.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Биология. 11 класс
§ 48. Основные доказательства эволюции
Современная наука обладает множеством данных, доказывающих эволюционное развитие живой природы. Они свидетельствуют о происхождении всех живых существ от общих предков, позволяют устанавливать ход филогенеза — исторического развития различных групп организмов, как ныне существующих, так и вымерших, выявлять степень их эволюционного родства. На сегодняшний день доказательства эволюции накоплены в рамках целого ряда биологических дисциплин. Рассмотрим важнейшие из этих доказательств.
Сравнительно-анатомические доказательства эволюции. Сравнительная анатомия занимается выявлением общих черт и различий в строении организмов. Высокая степень сходства исследуемых организмов указывает на общность их происхождения и близкое эволюционное родство. Например, передние конечности различных позвоночных животных устроены по единому плану (рис. 48.1). Они состоят из трех отделов: плеча, включающего плечевую кость, предплечья с локтевой и лучевой костями и кисти, в которой выделяют запястье, пясть и фаланги пальцев.
При этом у разных позвоночных животных передние конечности могут выполнять одинаковые или различные функции, выглядеть сходным образом или в значительной степени отличаться по внешнему виду. Те или иные кости в их составе могут иметь разную форму и относительные размеры, срастаться или даже отсутствовать. Однако сходство строения передних конечностей позвоночных, обусловленное единством их происхождения, очевидно. Органы, которые независимо от выполняемых функций (они могут быть одинаковыми или разными) имеют единый план строения и общее происхождение, называются гомологичными. Следовательно, передние конечности позвоночных животных представляют собой гомологичные органы.
Примерами гомологичных органов могут служить ядовитые железы змей и слюнные железы других позвоночных. Жало пчелы гомологично яйцекладу кузнечика и некоторых других насекомых. Гомологичными по отношению друг к другу являются мясистый стебель кактуса и донце луковицы репчатого лука (это видоизмененные стебли), усики гороха и ловчие аппараты насекомоядного растения росянки (видоизмененные листья) и т. д.
Наличие гомологичных органов указывает на эволюционное родство организмов, их происхождение от общих предков. Различия между гомологичными органами, которые могут проявляться во внешнем виде и выполняемых функциях, свидетельствуют о дивергенции — эволюционном расхождении признаков у родственных организмов, приспосабливающихся к разным условиям среды.
Аналогичными называют органы, имеющие внешнее сходство и выполняющие одинаковые функции, но различные по происхождению. Например, разное происхождение имеют крылья птиц (передние конечности) и насекомых (выросты хитинового покрова), корневые шишки георгина (видоизмененные корни) и клубни картофеля (видоизмененные побеги). Колючки барбариса по происхождению являются листьями, а шипы ежевики — выростами покровной ткани (рис. 48.2). Аналогичны друг другу копательные конечности крота и медведки, раковина виноградной улитки и панцирь черепахи (см. рис. 48.2).
Факты наличия аналогичных органов у разных организмов не свидетельствуют об их эволюционном родстве. Однако они указывают на то, что в ходе эволюции у различных групп организмов, живущих в сходных условиях среды и ведущих сходный образ жизни, под действием естественного отбора развивались похожие приспособления.
Рудименты — это органы, которые были хорошо развиты у предков тех или иных организмов, но в ходе эволюции утратили свое основное значение и сохранились у современных видов в зачаточном состоянии. Закладка таких органов происходит в эмбриональном периоде онтогенеза, однако полностью они не развиваются, оставаясь в течение всей жизни недоразвитыми.
Так, рудиментами являются зачатки тазовых костей у китообразных и ряда змей, редуцированные глаза у некоторых обитателей пещер и почвы, например у крота, недоразвитые крылья у нелетающей птицы киви и жужжальца (вторая пара крыльев) у двукрылых насекомых. Более 90 рудиментов насчитывают у человека. Это копчик, аппендикс, третье веко, мышцы, поднимающие волосы, двигающие ушные раковины и т. д. Наличие рудиментарных органов указывает на родство современных видов c их эволюционными предками, у которых данные органы были хорошо развиты и в полной мере выполняли свойственные им функции. Постепенная редукция этих органов в ходе эволюции служит доказательством действия движущей формы естественного отбора.
Проявление у отдельных особей того или иного вида признака, свойственного отдаленным предкам, но утраченного этим видом в ходе эволюции, называют атавизмом. Атавизмы свидетельствуют о родственных связях ныне существующих видов с их предками и указывают на то, что у современных организмов сохранились гены предков, контролирующие данные признаки. Однако в норме действие этих генов подавлено. Таким образом, атавизмы, в отличие от рудиментов, представляют собой отклонения от нормы. Примерами атавизмов могут служить: наличие добавочных пальцев на ногах у лошадей (рис. 48.3), развитых задних конечностей у дельфинов, «рыбьих» чешуй на отдельных участках кожи у современных земноводных. У человека атавизмами являются наличие хвоста, дополнительных сосков, густого волосяного покрова тела (см. рис. 48.3).
Доказательства эволюции
Эволюционные процессы наблюдаются как в естественных, так и лабораторных условиях. Известны случаи образования новых видов. Описаны также случаи развития новых свойств посредством случайных мутаций. Факт эволюции на внутривидовом уровне доказан экспериментально, а процессы видообразования непосредственно наблюдались в природе.
Чтобы получить сведения об эволюционной истории жизни, палеонтологи анализируют ископаемые останки организмов. Степень родства между современными видами можно установить, сравнивая их строение, геномы, развитие зародышей (эмбриогенез). Дополнительный источник информации об эволюции — закономерности географического распространения животных и растений, которые изучает биогеография. Все эти данные укладываются в единую картину — эволюционное дерево жизни.
Среди доказательств факта эволюции можно выделить три группы. Первая — это задокументированные примеры небольших изменений видов, которые наблюдаются за геолологически короткий промежуток времени в дикой природе и в результате селекции сельскохозяйственных растений и домашних животных. Вторая — палеонтологическая летопись, свидетельствующая о значительной изменчивости жизни на протяжении истории Земли. К третьей группе доказательств относятся морфологические особенности строения всех существующих современных организмов, такие как рудиментарные органы и атавизмы, позволяющие выдвигать проверяемые предположения об общем происхождении тех или иных видов.
Связанные понятия
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
Биологическая эволю́ция (от лат. evolutio — «развёртывание») — естественный процесс развития живой природы, сопровождающийся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом.
Доказательства эволюции
Приятного чтения! Если хочешь подготовиться на 80+ с автором этого справочника, то обязательно посмотри вот этот способ подготовки (тыкай, чтобы получить расписание и подробности в ЛС).
Для успешной сдачи ЕГЭ необходимо знать 8 доказательств эволюции. Разберём каждое по порядку.
1. Сравнительно-анатомические доказательства
Сравнительно-анатомические доказательства основаны на сравнении строения тел различных особей и видов. При этом данный тип доказательств имеет три конкретных подтипа:
1.1 Наличие в природе гомологичных и аналогичных органов
В результате дивергенции (расхождения признаков в процессе эволюции) образуются гомологичные органы — органы, имеющие общее происхождение, но разную функцию.
Сложные примеры гомологичных органов из ФИПИ:
Крылья совы и крылья летучей мыши, конечности крота и конечности лошади, ласты китообразных и ластоногих, когти барсука и ногти обезьяны, киль летучей мыши и киль птицы, задние конечности кенгуру и задние конечности тушканчика, окраска крыльев бабочки павлиний глаз и бабочки крапивницы, ласты ихтиозавра и рука человека, плакоидная чешуя акулы и зубы ящерицы, лепестки розы и листья капусты, листья паслена и усы гороха, видоизмененные листья: лепестки розы, усы гороха, иголки кактуса, шишки ели и стробила хвоща, перистосложный лист гороха и прилистники-кувшинчики непентес, стеблевые чешуи хвоща и колючки барбариса, тычинки цветка мака и почечные чешуи, бутон цветка и почка, конечности позвоночных, гомологи передней конечности шимпанзе: рука человека, крыло птицы, ласт кита, колючки кактуса и усики гороха, ловчие листья росянки и сочные чешуи репчатого лука, корневище ландыша клубни картофеля, китовый ус и усы сома, чешуя змеи и перо птицы, ноги бабочки и ноги жука, когти кошки и ногти обезьяны, нос обезьяны и хобот слона, предплечье лягушки и курицы, волосы человека и шерсть собаки.
В результате конвергенции (схождения функции органов в процессе эволюции) образуются аналогичные органы — органы, имеющие разное происхождение, но одинаковую функцию.
Сложные примеры аналогичных органов из ФИПИ:
Конечности позвоночных животных и насекомых, крылья птиц и насекомых, глаза головоногих моллюсков и глаза позвоночных животных, роговые чешуи ящерицы и панцирь черепахи, форма тела акулы и дельфина, передние конечности насекомого медведки и крота, шипы розы и иголки кактуса, семена растений и споры мхов, усики клубники и воздушные корни, жабры рака и рыбы, роющие конечности крота и медведки, аналогами передней конечности шимпанзе являются: хобот слона, клешня рака, щупальца осьминога, клешни скорпиона, колючки барбариса и колючки боярышника, хорда ланцетника и позвоночник человека, панцирь черепахи и раковина улитки, легкие амфибии и легкие пауков, усы рака и усы сома, глаза осьминога и собаки, крылья летучей мыши и стрекозы, плавник кита и хвостовой плавник рака.
Наличие гомологов и аналогов (а особенно — гомологов, так как именно эти органы указывают на общее происхождение) в природе свидетельствует о том, что многие виды имеют общих предков.
1.2 Наличие у многих видов рудиментарных органов
Рудиментарные органы — это органы, которые играли важную роль в жизнедеятельности у предков вида, однако у современного вида роли не играют. К рудиментам человека относят:
1.3 Атавизмы
Атавизм — это аномальное проявление того признака, который был свойственен предкам, однако у современного вида был полностью утрачен. К атавизмам человека относят:
Почему данные признаки вообще возникают у человека? Оказывается, гены предков всё еще присутствуют в нашей ДНК. Просто есть определённые белковые факторы, которые подавляют экспрессию (транскрипцию) этих генов.
Когда белковые факторы «ломаются», с ДНК начинают считываться эти гены. В результате их экспрессии человек получает признак предка.
2. Эмбриологические доказательства
К эмбриологическим доказательствам относятся доказательства, связанные с сравнением эмбрионов различных видов на разных стадиях развития. Есть два закона, которые относятся к эмбриологическим доказательствам эволюции.
2.1 Закон зародышевого сходства (закон Бэра)
Закон зародышевого сходства гласит, что все организмы на начальных этапах эмбрионального развития сходны по своему строению, что является доказательством единства происхождения животного мира.
2.2 Биогенетический закон (закон Геккеля-Мюллера)
Биогенетический закон гласит, что организм, развиваясь, в своём онтогенезе повторяет свой филогенез. Онтогенез — это процесс индивидуального развития особи от зачатия до смерти. Филогенез — это процесс исторического эволюционного развития особи.
То есть каждая стадия онтогенетического развития повторяет какую-то стадию филогенетического развития. Давайте проведём параллели между онтогенезом человека и его примерным филогенезом:
Как вы видите, данные стадии очень сходны. Гаструла — вылитая гидра 🙂
3. Палеонтологические доказательства
Палеонтология — наука об ископаемых вымерших организмах. Ключевое слово — вымерших. То есть, чтобы данное в задании доказательство подходило под палеонтологическое, вид, о котором идёт речь, обязан быть вымершим. Есть два очень похожих подтипа данного доказательства.
3.1 Филогенетические ряды
Филогенетический ряд — ряд ископаемых форм, последовательно сменявших друг друга в процессе эволюции. Иными словами, это ряд вымерших предков.
Люди хорошо изучили филогенетические ряды лошади, слона, человека.
Поговорим про филогенез лошади. Мы знаем, что в связи со сменой места обитания предками лошади (из лесов в поля) произошли эволюционные изменения в её конечности: редукция количества пальцев до одного (среднего), образование копыта и увеличение длины.
Копыто — для механической защиты во время бега по жёсткой земле, удлинение — для скорости, а редукция количества пальцев — для уменьшения давления. Особей, которые были не способны передвигаться быстро, съедали хищники. Так работал движущий естественный отбор.
3.2 Наличие ископаемых переходных форм
Ископаемые переходные формы — это вымершие организмы, которые имели свойства как своих предков, так и потомков. Есть переходные формы между рыбами и земноводными, между земноводными и рептилиями и т.д.
Расскажем о каждой в формате «предок — переходная форма — потомок»
Рыбы — кистепёрые рыбы — первые земноводные
Кистепёрые рыбы — древние предки земноводных. Это эволюционно развитые костные рыбы, которые чем-то отличались от них. Во-первых, у них были кости и мышцы в плавниках, что позволяло им перемещаться по дну водоема.
Во-вторых, они могли дышать атмосферным воздухом с помощью лёгких. Видимо, в водоёмах было растворено слишком мало кислорода, пришлось приспосабливаться. Кстати, хорда у кистепёрых рыб сохранялась всю жизнь, а плавательный пузырь развит плохо.
Рыбы — стегоцефал и ихтиостега — современные земноводные
Стегоцефали и ихтиостеги — потомки кистепёрых рыб и предки современных амфибий. Сочетали в себе признаки как рыб, так и земноводных.
От рыб этим ребятам остались: хвостовой плавник, обтекаемая форма тела, рёбра. Конкретно ихтиостега имел чешую и рудиментарную боковую линию.
Признаки земноводных: дыхание атмосферным кислородом с помощью лёгких и появление мощного опорно-сократительного аппарата (скелета и мышц) в конечностях, которые раньше были плавниками.
Земноводные — сеймурия — пресмыкающиеся
О сеймурии на ЕГЭ вообще никогда не спрашивают. Эти ребята сочетали признаки как земноводных, так и рептилий.
От земноводных сеймуриям досталось развитие личинки в воде и отсутствие грудной клетки. Также у некоторых сеймурий присутствовали рудиментарные органы земноводных (например, остатки боковой линии и жабр).
Признаки пресмыкающихся: латеральное (боковое) расположение конечностей, наличие рёбер и рёберного дыхания, а также возможность вращать головой с помощью первых двух шейных позвонков.
Пресмыкающиеся — археоптерикс — птицы
О нём на ЕГЭ уже слагают легенды. Данное животное — переходная форма от рептилий к птицам.
От рептилий у археоптерикса остались зубы, когти на передней конечности и хвостовые позвонки.
Признаки птиц: наличие цевки, крыльев, перьевого покрова, обтекаемая форма головы и противопоставление пальцев на задней конечности.
Пресмыкающиеся — зверозубые ящеры — млекопитающие
Мы знаем, что и птицы, и звери произошли от пресмыкающихся. Переходная форма между последними и млекопитающими — зверозубый ящер.
От рептилий у зверозубого ящера осталось латеральное расположение конечностей, коракоид (воронья кость) в поясе передних конечностей.
Признаки млекопитающих: шерстяной покров (однако на некоторых местах кожа ороговевшая, препятствующая испарению), вибриссы, дифференцированные зубы, костное нёбо.
Водоросли — псилофиты (риниофиты) — мхи
Мхи произошли от первых наземных (но ещё очень зависящих от воды) растений — псилофитов (или риниофитов).
Папоротники — семенные папоротники — голосеменные
Это семенной папоротник — переходная форма от споровых папоротников к голосеменным. Данное растение размножается с помощью семян, имеет более мощную проводящую систему. От споровых папоротников данному растению остались вайи.
4. Реликтовые доказательства
К реликтовым доказательствам относится наличие «живых ископаемых» реликтов — ныне живущих древних организмов, которые по факту не являются переходными, однако свидетельствуют о эволюционном процессе.
4.1 Латимерия
Латимерия — представитель кистепёрых рыб. Находится в биологическом регрессе. И хотя латимерия входит в группу кистепёрых рыб, она не является переходной формой от рыб к земноводным. Почему?
Потому что у латимерии ещё недостаточно были развиты признаки кистепёрых рыб, она:
Делаем вывод, латимерия не является предком земноводных, однако является реликтовым доказательством.
4.2 Яйцекладущие (однопроходные, клоачные) млекопитающие
К клоачным млекопитающим относят утконоса, проехидну и ехидну. Они сочетают в себе признаки пресмыкающихся (клоаку, коракоид, кладку яиц) и млекопитающих (теплокровность, волосяной покров, молочные железы).
Так как данные организмы не вымерли, мы не можем отнести их к группе палеонтологических, а к реликтовым — можем.
5. Биогеографические доказательства
Биогеография — наука, изучающая закономерности географического распространения групп организмов, а также характер флоры и фауны отдельных территорий (континентов). Есть два термина, связанных с биогеографией:
Наличие видов-реликтов позволяют нам воспроизвести флору и фауну тех геологических эпох, когда данные виды ещё не были изолированы (например, когда Австралия была частью общего континента).
6. Цитологические доказательства
Все организмы (за исключением вирусов), состоят из клеток, что доказывает общность их происхождения.
7. Биохимические доказательства
Клетки всех организмов сходны по биохимическиму составу. Биохимические процессы всех организмов идут примерно одинаково, что доказывает общность их происхождения.
8. Генетические доказательства
Генетический код универсален для всех организмов, что доказывает общность их происхождения.
Поздравляю с успешным освоением новой темы!
Статьи — круто, но для сотки этого недостаточно. Жми сюда, чтобы получить расписание и подробности самого эффективного курса подготовки к ЕГЭ по биологии.
Получить тест по теме в ЛС →
Примерное время выполнения: 10 минут.
Полноценный тест с автоматической проверкой. Мы используем сервис «РЕШУ ЕГЭ» как самый удобный в коммуникации между учителем и учеником. На сервисе возможна авторизация через ВК.