Доказательства эволюции

Доказательства эволюции

Эволюционный процесс изучается различными методами. Каждый из методов представляет свои доказательства.

Основные доказательства эволюции

Палеонтологические

Биогеографические

Морфологические

Эмбриологические

Генетические

Для удобства рассмотрения доказательств эволюции необходимо использовать гиперссылки.

Биохимические

Паразитологический метод

Палеонтологические

доказательства

Ископаемые

переходные

формы

Палеонтологические

ряды

Ископаемые переходные формы

Ископаемые переходные формы – формы организмов, сочетающие признаки более древних и молодых групп. Находки и описание таких форм позволяют восстанавливать филогенез отдельных групп

Ихтиостега

Палеонтологические доказательства. Пример ископаемых переходных форм.

Ихтиостега – ископаемая форма, которая позволяет связать рыб с наземными позвоночными.

Археоптерикс (первоптица)

Признаки рептилий:

• длинный хвост с несросшимися позвонками
• брюшные ребра
• развитые зубы

Признаки птиц:

• тело покрыто перьями
• передние конечности превращены в крылья

Палеонтологические доказательства. Пример ископаемых переходных форм.

Археоптерикс – переходная форма от рептилий к птицам юрского периода.

Палеонтологические ряды

Палеонтологические ряды – это ряды ископаемых форм, связанные друг с другом в процессе эволюции и отражающие ход филогенеза

Владимир Онуфриевич Ковалевский

(1842-1883) - известный русский зоолог, основоположник эволюционной палеонтологии. Автор классической реконструкции филогенетического ряда лошадей .

Наличие многих последовательно сменяющих друг друга форм позволило построить филогенетический ряд от эогиппуса до современной лошади

Эволюционное древо семейства лошадиных: 1 – Эогиппус; 2 – Миогиппус; 3 – Меригиппус; 4 – Плиогиппус; 5 – Эквус (современная лошадь)

Палеонтологические доказательства. Пример палеонтологических рядов – эволюционный ряд лошадей.

Биогеографические

доказательства

Сравнение

флоры и фауны

Реликты

Сравнение флоры и фауны

Различия или сходства состава флоры и фауны могут быть связаны со временем геологического разделения материков.

Сравнение флоры и фауны

Пример биогеографических доказательств. Сравнение флоры и фауны – сумчатые и клоачные млекопитающие Австралии.

Австралия на протяжении более 120 млн. лет не соединялась с другими материками. В этот период происходило формирование особой фауны, развивались сумчатые и клоачные млекопитающие.

коала

опоссум

кускус пятнистый

сумчатый дьявол

сумчатый волк

кенгуру

Пример биогеографические доказательств. Сравнение флоры и фауны – сумчатые и клоачные млекопитающие Австралии.

ехидна

утконос

Игуана

Пример биогеографические доказательств. Сравнение флоры и фауны – ящерицы-игуаны..

Следы геологического единства Южной Америки, Африки, острова Мадагаскар сохраняются в современной фауне. Например, ящерицы-игуаны Мадагаскара и Южной Америки.

Реликты

Реликтовые формы – это ныне живущие виды с комплексом признаков, характерных для давно вымерших групп прошлых эпох. Реликтовые формы свидетельствуют о флоре и фауне далекого прошлого Земли.

Гаттерия

Пример биогеографических доказательств. Реликты – гаттерия

Гаттерия – рептилия, обитающая в Новой Зеландии. Этот вид является единственным ныне живущим представителем подкласса Первоящеров в классе Рептилий.

Латимерия

Пример биогеографических доказательств. Реликты – латимерия (целокант).

Латимерия (целокант) – кистеперая рыба, обитающая в глубоководных участках у берегов Восточной Африки. Единственный представитель отряда Кистеперых рыб, наиболее близкий к наземным позвоночным.

Гинкго двулопастный

Пример биогеографических доказательств. Реликты – гинкго двулопастный.

Гинкго двулопастный – реликтовое растение. В настоящее время распространено в Китае и Японии только как декоративное растение. Облик гинкго позволяет представить древесные формы, вымершие в юрском периоде.

Морфологические

доказательства

Гомология

органов

Рудименты

Атавизмы

Морфологические доказательства базируются на основном принципе: глубокое внутреннее сходство организмов показывает родство сравниваемых форм.

20

Гомология органов

Гомологичные органы – это органы, имеющие сходный план строения, выполняющие как сходные, так и различные функции и развивающиеся из сходных зачатков.

Гомология органов

Различные по внешнему виду и функциям конечности млекопитающих имеют сходный план строения и формирования: кости плеча, предплечья, запястья, пясти, фаланг пальцев.

Пример морфологических доказательств эволюции – конечности млекопитающих

Гомология органов

Изучение анатомии черепа в ряду высших и низших позвоночных позволило установить гомологию костей черепа у рыб и слуховых косточек у млекопитающих.

Пример морфологических доказательств эволюции – гомология костей черепа и слуховых косточек.

Гомология слуховых косточек позвоночных

1 – череп костной рыбы; 2 – череп пресмыкающегося; 3 – череп млекопитающего. Красным цветом обозначена наковальня, синим –молоточек, зеленым – стремечко

Рудименты

Рудиментарные органы – это органы, утратившие в филогенезе свое значение и функцию и остающиеся у организмов в виде недоразвитых образований

Рудименты у питона и кита

Рудиментарные косточки у китообразных на месте тазового пояса указывают на происхождение китов и дельфинов от типичных четвероногих

Рудиментарные задние конечности питона свидетельствуют о его происхождении от организмов с развитыми конечностями.

Рудиментарные органы у человека

Примеры морфологических доказательств эволюции. Рудиментарные органы у человека – аппендикс, третье веко, ушные мышцы, мышцы «волосяного покрова».

Атавизмы

Атавистический орган – это орган (или структура), показывающий «возврат к предкам», в норме не встречающийся у современных форм.

Атавизмы у человека

Примеры морфологических доказательств эволюции. Атавизмы у человека – густой волосяной покров на лице и теле, развитие дополнительных пар млечных желез, хвостовой придаток.

Отличия рудиментов от атавизмов

• Рудименты встречаются у всех особей популяции, атавизмы – у отдельных индивидов;
• Рудимент всегда имеет определенную функцию, атавизм не имеет специальных функций, важных для вида.

Эмбриологические

доказательства

«Закон

зародышевого

сходства»

Принцип

рекапитуляции

Закон зародышевого сходства

В XIX веке выдающийся натуралист К.Бэр сформулировал этот закон: чем более ранние стадии индивидуального развития исследуются, тем больше сходства обнаруживается между различными организмами.

Закон зародышевого сходства

Примеры эмбриологических доказательств эволюции. «Закон зародышевого сходства» - ранние стадии развития эмбрионов позвоночных

Принцип рекапитуляции

В процессе онтогенеза повторяются (рекапитулируют) многие черты строения предковых форм: на ранних стадиях – более отдаленных предков, на поздних стадиях – близких предков.

Обобщенные данные позволили немецким ученым Ф.Мюллеру и Э.Геккелю сформулировать биогенетический закон: онтогенез (индивидуальное развитие) есть краткое и сжатое повторение филогенеза (исторического развития вида).

Э.Геккель

Биогенетический закон был развит и уточнен российским ученым А.Н.Северцовым, показавшим, что в онтогенезе повторяются стадии не взрослых предков, а их эмбриональных стадий; филогенез – это исторический ряд выбранных в ходе естественного отбора онтогенезов.

А.Н.Северцов

Принцип рекапитуляции

У всех позвоночных на определенной стадии развития существует хорда.

У многих насекомых личиночная стадия (гусеница – личинка) напоминает червей.

Примеры эмбриологических доказательств эволюции. Принцип рекапитуляции.

Генетические доказательства

Эти доказательства позволяют уточнить филогенетичекую близость разных групп животных и растений. Используются цитогенетические методы, методы ДНК, гибридизации.

Пример. Изучение повторных инверсий в хромосомах разных популяций у одного или близких видов позволяет установить возникновение этих инверсий и восстановить филогенез таких групп.

Изучение строения нуклеиновых кислот и белков. Процесс эволюции на молекулярном уровне связан с изменением состава нуклеотидов в ДНК и РНК, а также аминокислот в белках. «Молекулярные часы эволюции» - понятие, введенное американскими исследователями Э.Цукер-Кандлем и Л.Поллингом. Изучая закономерности эволюции белков, исследователи пришли к выводу, что для каждого конкретного типа белков скорость эволюции своя, и она постоянна. (Говоря об эволюции белка, мы подразумеваем соответствующий ген).

Биохимические и молекулярно-биологические доказательства

• Медленно изменяются, то есть являются консервативными уникальные гены, кодирующие жизненно важные белки (глобин, цитохром – дыхательный фермент и др.).

• Некоторые белки вируса гриппа эволюционируют в сотни раз быстрее, чем гемоглобин или цитохром. Благодаря этому к вирусу гриппа не формируется прочный иммунитет.

• Сравнение аминокислотной последовательности в белках рибосом, последовательности нуклеотидов рибосомных РНК у разных организмов подтверждает классификацию основных групп организмов.

Примеры биохимических и молекулярно-биологических доказательств эволюции.

Паразитологический метод

В некоторых случаях эффективным оказывается использование паразитологического метода изучения эволюции. Многочисленными исследованиями доказано, что эволюция паразитов и хозяев происходит сопряженно. В некоторых группах паразиты оказываются специфическими для видов, родов или семейств. Поэтому по присутствию определенных паразитов можно с большой точностью судить о филогенетических связях видов-хозяев.