Kas ir filoģenētisko sēriju rekonstrukcija. Kāda ir filoģenētisko sēriju rekonstrukcijas nozīme: mūsdienu filoģenētika

1. jautājums. Kāda ir atšķirība starp makro un mikroevolūciju?

Ar mikroevolūciju mēs saprotam jaunu sugu veidošanos.

Makroevolūcijas jēdziens attiecas uz supraspecifisku taksonu izcelsmi.

Tomēr principiālu atšķirību starp jaunu sugu veidošanās procesiem un augstāku taksonomisko grupu veidošanās procesiem nav. Termins "mikroevolūcija" in mūsdienu izjūta ieviesa Ņ.V. Timofejevs-Resovskis 1938. gadā.

2. jautājums. Kādi procesi ir makroevolūcijas virzītājspēki? Sniedziet makroevolūcijas izmaiņu piemērus.

makroevolūcijā darbojas tie paši procesi, kas veidošanā: fenotipisko izmaiņu veidošanās, cīņa par eksistenci, dabiskā izlase, vismazāk pielāgoto formu izzušana.

Makroevolūcijas procesu rezultāts ir būtiskas izmaiņas organismu ārējā struktūrā un fizioloģijā - piemēram, veidošanās. slēgta sistēma cirkulācija dzīvniekiem vai stomatītu un epitēlija šūnu parādīšanās augos. Šāda veida fundamentālie evolūcijas ieguvumi ietver ziedkopu veidošanos vai rāpuļu priekškāju pārveidošanu spārnos un vairākas citas.

3. jautājums. Kādi fakti ir makroevolūcijas pētījuma un pierādījumu pamatā?

Pārliecinošākie pierādījumi par makroevolūcijas procesiem nāk no paleontoloģiskiem datiem. Paleontoloģija pēta izmirušu organismu fosilās atliekas un nosaka to līdzības un atšķirības ar mūsdienu organismiem. Saskaņā ar atliekām paleontologi rekonstruē izskats izmirušiem organismiem, uzziniet par pagātnes floru un faunu. Diemžēl fosilo formu izpēte sniedz mums nepilnīgu priekšstatu par floras un faunas attīstību. Lielāko daļu atlieku veido cietās organismu daļas: kauli, čaumalas, augu ārējie atbalsta audi.

Lielu interesi rada fosilijas, kurās ir saglabājušās seno dzīvnieku caurumu un eju pēdas, ekstremitāšu vai veselu organismu nospiedumi, kas palikuši uz kādreiz mīkstajiem nogulumiem.

4. jautājums. Kāda ir filoģenētisko sēriju izpētes nozīme?

Filoģenētisko sēriju izpēte, kas veidota, pamatojoties uz paleontoloģijas, salīdzinošās anatomijas un embrioloģijas datiem, ir svarīga tālākai attīstībai vispārējā teorija evolūciju, veidojot dabisku organismu sistēmu, atjaunojot priekšstatu par konkrētas sistemātiskas organismu grupas evolūciju.

Šobrīd filoģenētisko sēriju veidošanai zinātnieki arvien vairāk izmanto datus no tādām zinātnēm kā ģenētika, bioķīmija, molekulārā bioloģija, bioģeogrāfija, etoloģija u.c.

Citi darbi par šo tēmu:

1. jautājums. Kāpēc teorētiskā bāze audzēšana ir ģenētika? Selekcija ir zinātne par metodēm jaunu augu šķirņu, dzīvnieku šķirņu un mikroorganismu celmu radīšanai ar ...
1. jautājums. Kādām īpašībām jāpiemīt elementārai evolūcijas vienībai? Evolūcijas elementārai vienībai vajadzētu: darboties laikā un telpā kā sava veida vienotībai; var izveidot rezervi...
1. jautājums. Kāda ir Čārlza Darvina grāmatas "Sugu izcelsme" vērtība? Savā grāmatā Par sugu izcelsmi Čārlzs Darvins bija pirmais, kurš ierosināja dabaszinātņu evolūcijas skaidrojumu. Viņš uzstādīja braukšanu...
1. jautājums. Kas izstrādāja šūnu teoriju? Šūnu teorija tika formulēta 19. gadsimta vidū. Vācu zinātnieki Teodors Švāns un Matiass Šleidens. Viņi apkopoja daudzu slavenu ...
Pārbaude bioloģijas klasē 11 2. variants 1. Dzīvo organismu sugu daudzveidība ir rezultāts: 1) aktīvam mutācijas procesam 2) evolūcijai 3) starpsugu cīņai 2. Sugas morfoloģiskais kritērijs ir ...
1. Kāda ir dzīvības izplatīšanās īpatnība okeānā? Tomēr dzīve okeānos ir plaši izplatīta sugu sastāvs un augu un dzīvnieku blīvums ūdeņos ...
1. jautājums. Kādi ir galvenie evolūcijas izmaiņu veidi. Zinātnieki izšķir šādus evolūcijas izmaiņu veidus: paralēlisms, konverģence un diverģence. 2. jautājums. Kas ir vienlaicīgas izmaiņas, konverģentas, atšķirīgas? ...

1. Kādi fakti var liecināt par saikni starp izmirušiem un mūsdienu augiem un dzīvniekiem?

Atbilde. Saskaņā ar sintētisko evolūcijas teoriju dabā notiekošais evolūcijas process ir sadalīts divos posmos: mikroevolūcijā un makroevolūcijā.

Makroevolūcija ietver procesus, kuru rezultātā parādās sistemātiskas vienības, kas ir lielākas par sugu. Pētot makroevolūciju, mūsdienu dabaszinātne ir uzkrājis vairākus zinātniskus faktus, kas apliecina evolūciju organiskā pasaule... Ikviens var uzskatīt par evolūcijas pierādījumu zinātnisks fakts, kas pierāda vismaz vienu no šiem apgalvojumiem.

Dzīvības izcelsmes vienotība (klātbūtne kopīgas iezīmes visos dzīvajos organismos).

Attiecības starp mūsdienu un izmirušiem organismiem vai starp organismiem lielā sistemātiskā grupā (kopīgu pazīmju klātbūtne mūsdienu un izmirušajos organismos vai visos organismos sistemātiskā grupā).

Darbība virzītājspēki evolūcija (fakti, kas apstiprina dabiskās atlases darbību).

Iegūti un iekšā uzkrāti evolūcijas pierādījumi noteikta zinātne, veido vienu pierādījumu grupu un ir nosauktas šīs zinātnes vārdā.

Paleontoloģija ir zinātne par izmirušo organismu fosilajām atliekām. Par evolūcijas paleontoloģijas pamatlicēju tiek uzskatīts krievu zinātnieks V.O.Kovaļevskis. Pierādījumi par evolūciju ietver pārejas fosilijas un mūsdienu sugu filoģenētiskās sērijas.

Pārejas fosilijas ir izmiruši organismi, kas apvieno vecāku un evolucionāli jaunāku grupu īpašības. Tie ļauj identificēt ģimenes saites, kas apliecina dzīves vēsturisko attīstību. Šādas formas ir sastopamas gan starp dzīvniekiem, gan starp augiem. Ihtiostega ir pārejas forma no krustspuru zivīm uz senajiem abiniekiem – stegocefālijām. Rāpuļu un putnu evolūcijas attiecības nosaka pirmais putns (Archeopteryx). Saikne starp rāpuļiem un zīdītājiem ir zvēru ķirzaka no terapīdu grupas. Starp augiem psilofīti (pirmie sauszemes augi) ir pārejas forma no aļģēm uz augstākām sporām. Gimnosēkļu izcelsmi no papardes pierāda sēklu papardes, bet segsēklu no papardes - cikādes.

Filoģenētiskā (no grieķu filons — ģints, cilts, ģenēze — izcelsme) sērija — fosilo formu secības, kas atspoguļo mūsdienu sugu vēsturisko attīstību (filoģenēze). Šobrīd šādas sērijas ir zināmas ne tikai mugurkaulniekiem, bet arī dažām bezmugurkaulnieku grupām. Krievu paleontologs V.O. Kovaļevskis rekonstruēja mūsdienu zirga filoģenētisko sēriju

2. Kādus seno augu un dzīvnieku veidus jūs zināt?

Atbilde. Tieši pirms 75 gadiem pie Dienvidāfrikas krastiem tika atklāta pasaulē vecākā zivs koelakants, kas uz Zemes pastāvēja pirms simtiem miljonu gadu. Par godu šim notikumam aicinām uzzināt par viņu un citiem seniem dzīvniekiem un augiem, kas mūsdienās apdzīvo mūsu planētu.

Iepriekš tika uzskatīts, ka šīs zivis izmirušas vēlajā krītā (pirms 100,5 - 66 miljoniem gadu), bet 1938. gada decembrī Austrumlondonas muzeja (Dienvidāfrika) kuratore Mārdžorija Kortnija-Latimera atklāja zivis ar cietām zvīņām un neparastām spurām. vietējo zvejnieku lomā ... Pēc tam izrādījās, ka šī zivs dzīvoja pirms simtiem miljonu gadu un ir dzīva fosilija.

Tā kā šis koelakants tika atrasts Chalumna upē, tas tika nosaukts Latimeria chalumnae. Un 1997. gada septembrī ūdeņos netālu no Manado pilsētas, kas atrodas Sulavesi salas ziemeļu krastā, zinātnieki pamanīja otru šo zivju sugu - Latimeria menadoensis. Saskaņā ar ģenētiskajiem pētījumiem šīs sugas atdalījās pirms 30-40 miljoniem gadu, taču atšķirības starp tām ir nelielas.

2. Ginkgo biloba.

Savvaļā šis augs aug tikai Ķīnas austrumos. Tomēr pirms 200 miljoniem gadu tas bija izplatīts visā planētā, īpaši ziemeļu puslodē, apgabalos ar mērenu klimatu un augstu mitruma līmeni. Juras un agrā krīta perioda Sibīrijā bija tik daudz ginkgo šķirņu augu, ka to atliekas ir atrodamas lielākajā daļā šo periodu nogulumu. Pēc pētnieku domām, tā laika rudenī zemi burtiski klāja ginkgo lapas, piemēram, paklājs.

3. Mazais briedis jeb kančils ir ne tikai mazākais (tā augstums skaustā nav lielāks par 25 centimetriem, un maksimālais svars ir aptuveni 2,5 kilogrami), bet arī vislielākais. senās sugas artiodaktili uz Zemes. Šie dzīvnieki pastāvēja pirms 50 miljoniem gadu, tieši tad, kad seno nagaiņu kārtas vēl tikai sāka veidoties. Kopš tā laika kančili gandrīz nav mainījušies un vairāk nekā citas sugas līdzinās saviem senajiem senčiem.

4. Misisipi karapuce.

Aligatoram līdzīga zivs, Misisipi ķekars ir viena no vecākajām zivīm, kas mūsdienās dzīvo uz Zemes. Mezozoja laikmetā viņas senči apdzīvoja daudzas ūdenstilpes. Mūsdienās Misisipi ķekars dzīvo Misisipi upes lejteces ielejā, kā arī dažos saldūdens ezeros Amerikas Savienotajās Valstīs.

Šie mazie saldūdens vēžveidīgie tiek uzskatīti par senākajiem radījumiem, kas mūsdienās dzīvo uz Zemes. Kopš triasa perioda šīs sugas pārstāvji gandrīz nav mainījušies. Tajā laikā dinozauri bija tikko parādījušies. Mūsdienās šie dzīvnieki dzīvo gandrīz visos kontinentos, izņemot Antarktīdu. Tomēr Triops cancriformis sugas ir visizplatītākās Eirāzijā.

6. Metasekvoja ir gliptostroboīds.

Šie skujkoki bija plaši izplatīti visā pasaulē Ziemeļu puslode no krīta līdz neogēnam. Tomēr mūsdienās savvaļā metasekvoju var redzēt tikai Ķīnas centrālajā daļā, Hubei un Sičuaņas provincēs.

7. Goblinu haizivs.

Mitsukurina ģints, pie kuras pieder šī haizivju suga, pirmo reizi kļuva pazīstama, pateicoties fosilijām, kas datētas ar vidējo eocēnu (apmēram pirms 49-37 miljoniem gadu). Vienīgā saglabājusies šīs ģints suga, goblinu haizivs, kas atrasta Atlantijas okeānā un Indijas okeāni, ir saglabājis dažas savu seno radinieku primitīvās iezīmes, un mūsdienās tā ir dzīva fosilija.

Jautājumi pēc 61.§

1. Kas ir makroevolūcija? Kas kopīgs makro un mikroevolūcijai?

Atbilde. Makroevolūcija ir supraspecifiska evolūcija, atšķirībā no mikroevolūcijas, kas notiek sugā, tās populācijās. Tomēr starp šiem procesiem nav būtisku atšķirību, jo makroevolūcijas procesi balstās uz mikroevolūcijas procesiem. Makroevolūcijā darbojas tie paši faktori – cīņa par eksistenci, dabiskā atlase un ar to saistītā izmiršana. Makroevolūcijai, tāpat kā mikroevolūcijai, ir atšķirīgs raksturs.

Makroevolūcija notiek vēsturiski grandiozos laika intervālos, tāpēc tā nav tieši pētāma. Neskatoties uz to, zinātnei ir daudz pierādījumu, kas liecina par makroevolūcijas procesu realitāti.

2. Kādus makroevolūcijas pierādījumus sniedz paleontoloģiskie dati? Sniedziet pārejas formu piemērus.

Atbilde. Paleontoloģija pēta izmirušu organismu fosilās atliekas un nosaka to līdzības un atšķirības ar mūsdienu organismiem. Paleontoloģiskie dati ļauj izzināt pagātnes floru un faunu, rekonstruēt izmirušo organismu izskatu, atklāt saikni starp senākajiem un modernākajiem floras un faunas pārstāvjiem.

Pārliecinošus pierādījumus par izmaiņām organiskajā pasaulē laika gaitā sniedz dažādu ģeoloģisko laikmetu zemes slāņos iegūto fosilo atlieku salīdzinājums. Tas ļauj noteikt dažādu organismu grupu rašanās un attīstības secību. Tā, piemēram, senākajos slāņos tiek atrastas bezmugurkaulnieku tipu pārstāvju mirstīgās atliekas, bet vēlākos slāņos – hordātu paliekas. Pat jaunākos ģeoloģiskajos slāņos atrodamas mūsdienu sugām līdzīgu sugu dzīvnieku un augu atliekas.

Paleontoloģiskie dati sniedz daudz informācijas par secīgām attiecībām starp dažādām taksonomiskām grupām. Dažos gadījumos bija iespējams izveidot pārejas formas starp senākajām un modernākajām organismu grupām, citos - rekonstruēt filoģenētiskās sērijas, tas ir, sugu sērijas, kas secīgi aizstāj viena otru.

Ziemeļdvinas krastos atrasta dzīvnieku zobaino rāpuļu grupa. Viņi apvienoja zīdītāju un rāpuļu iezīmes. Dzīvnieku zobainie rāpuļi ir līdzīgi zīdītājiem pēc galvaskausa, mugurkaula un ekstremitāšu uzbūves, kā arī pēc zobu dalījuma ilkņos, priekšzobos un molāros.

Arheopteriksa atradums rada lielu interesi no evolūcijas viedokļa. Šim baloža izmēra dzīvniekam bija putna īpašības, taču tas joprojām saglabāja rāpuļu iezīmes. Putnu pazīmes: pakaļējās ekstremitātes ar tarsu, spalvu klātbūtne, vispārējais izskats. Rāpuļu pazīmes ietver garu astes skriemeļu rindu, vēdera ribas un zobu klātbūtni. Arheopterikss nevarētu būt labs lidotājs, jo viņa krūšu kauls (bez ķīļa), krūšu muskuļi un spārnu muskuļi ir vāji attīstīti. Mugurkauls un ribas nebija stingra skeleta sistēma, stabila lidojuma laikā, kā mūsdienu putniem. Arheopteriksu var uzskatīt par pārejas formu starp rāpuļiem un putniem. Pārejas formas vienlaikus apvieno gan seno, gan vairāk evolucionāri jauno grupu iezīmes. Vēl viens piemērs ir ihtiostegi – pārejas forma starp saldūdens krustspuru zivīm un abiniekiem.

3. Kāda ir filoģenētisko rindu rekonstrukcijas nozīme?

Atbilde. Filoģenētiskā sērija. Vairākām dzīvnieku un augu grupām paleontologiem ir izdevies atjaunot nepārtrauktas formu sērijas no seniem līdz mūsdienām, atspoguļojot to evolūcijas izmaiņas. Mājas zoologs V. O. Kovaļevskis (1842–1883) atjaunoja zirgu filoģenētisko sēriju. Zirgiem, pārejot uz ātru un ilgu skriešanu, samazinājās pirkstu skaits uz ekstremitātēm un vienlaikus palielinājās dzīvnieka izmērs. Šīs izmaiņas radās zirga dzīvesveida izmaiņu rezultātā, pārejot uz barošanos tikai ar veģetāciju, kuras meklējumos bija jāmēro lieli attālumi. Tiek uzskatīts, ka visas šīs evolucionārās pārvērtības ilga 60-70 miljonus gadu.

Filoģenētisko sēriju izpēte, kas veidota, pamatojoties uz paleontoloģijas, salīdzinošās anatomijas un embrioloģijas datiem, ir svarīga vispārējās evolūcijas teorijas tālākai attīstībai, dabiskas organismu sistēmas izveidei un evolūcijas priekšstata rekonstrukcijai. noteikta sistemātiska organismu grupa. Pašlaik, lai izveidotu filoģenētiskās sērijas, zinātnieki arvien vairāk izmanto datus no tādām zinātnēm kā ģenētika, bioķīmija, molekulārā bioloģija, bioģeogrāfija, etoloģija utt.

Viens no pazīstamākajiem un vislabāk pētītajiem ir mūsdienu viena pirksta nagaiņu filoģenētiskā sērija. Daudzi paleontoloģiski atradumi un identificētas pārejas formas veido šīs sērijas zinātnisko pierādījumu bāzi. Zirga filoģenētiskā sērija, ko 1873. gadā aprakstīja krievu biologs Vladimirs Onufrijevičs Kovaļevskis, joprojām ir evolucionārās paleontoloģijas "ikona".

Evolūcija gadsimtu gaitā

Evolūcijā filoģenētiskās sērijas ir pārejas formas, kas secīgi aizstāja viena otru, kas noveda pie mūsdienu sugu veidošanās. Pēc saišu skaita sērijas var būt pilnīgas vai daļējas, tomēr secīgu pārejas formu klātbūtne ir priekšnoteikums to apraksti.

Zirga filoģenētiskā sērija tiek attiecināta uz evolūcijas pierādījumiem tieši tāpēc, ka ir šādas secīgas formas, kas aizstāj viena otru. Paleontoloģisko atradumu daudzveidība nodrošina to ar augstu uzticamības pakāpi.

Filoģenētisko sēriju piemēri

Vairāki zirgi nav vienīgie aprakstītie piemēri. Vaļu un putnu filoģenētiskā sērija ir labi pētīta, un tai ir augsta uzticamības pakāpe. Un mūsdienu šimpanžu un cilvēku filoģenētiskā sērija ir pretrunīga zinātnieku aprindās un visbiežāk tiek izmantota dažādiem populistiskiem mājieniem. Strīdi par šeit trūkstošajiem starpproduktiem zinātnieku aprindās nerimst. Bet neatkarīgi no tā, cik daudz viedokļu, filoģenētisko sēriju nozīme kā pierādījums organismu evolucionārajai pielāgošanās spējai mainīgajiem apstākļiem joprojām ir neapstrīdama. vide.

Attiecības starp zirga evolūciju un vidi

Neskaitāmi paleontologu pētījumi apstiprinājuši O. V. Kovaļevska teoriju par zirgu senču skeleta izmaiņu ciešo saistību ar vides izmaiņām. Mainīgais klimats izraisīja mežu platību samazināšanos, un mūsdienu viena pirksta nagaiņu senči pielāgojās dzīves apstākļiem stepēs. Nepieciešamība pēc ātras kustības izraisīja izmaiņas ekstremitāšu pirkstu struktūrā un skaitā, izmaiņas skeletā un zobos.

Pirmais ķēdes posms

Eocēna sākumā, vairāk nekā pirms 65 miljoniem gadu, dzīvoja pirmais mūsdienu zirga sencis. Šis "zemais zirgs" jeb Eohippus, kas bija suņa lielumā (līdz 30 cm), balstījās uz visu ekstremitātes pēdu, uz kuras atradās četri (priekšējie) un trīs (aizmugurējie) pirksti ar maziem nagiem. Eohippus ēda dzinumus un lapas, un tiem bija bumbuļveida zobi. Dūņa krāsa un reti apmatojums uz kustīgas astes – tāds ir tāls zirgu un zebru sencis uz Zemes.

Starpposma saites

Apmēram pirms 25 miljoniem gadu klimats uz planētas mainījās, un stepju plašumi sāka aizstāt mežus. Miocēnā (pirms 20 miljoniem gadu) parādās mezohippus un parahipus, kas jau vairāk līdzinās mūsdienu zirgiem. Un par pirmo zālēdāju priekšteci zirga filoģenētiskajā sērijā uzskata merihippus un pliohippus, kas dzīves arēnā ienāca pirms 2 miljoniem gadu. Hipparion - pēdējā trīspirkstu saite

Šis sencis dzīvoja miocēnā un pliocēnā Ziemeļamerikas, Āzijas un Āfrikas līdzenumos. Šim trīspirkstu zirgam, kas atgādināja gazeli, vēl nebija nagi, taču tas varēja ātri skriet, ēda zāli, un tieši viņa ieņēma plašas teritorijas.

Viena pirksta zirgs - pliohippus

Šie viena pirksta pārstāvji parādās pirms 5 miljoniem gadu tajās pašās teritorijās, kur hipparions. Vides apstākļi mainās - tie kļūst vēl sausāki, un stepes ievērojami pieaug. Lūk, kur viens pirksts izrādījās vairāk svarīga iezīme izdzīvošanai. Šie zirgi bija līdz 1,2 metru augstumā skaustā, tiem bija 19 pāri ribu un spēcīgi kāju muskuļi. Viņu zobi iegūst garus vainagus un emaljas krokas ar attīstītu cementa slāni.

Pazīstams zirgs

Mūsdienu zirgs kā filoģenētiskās sērijas pēdējais posms parādījās neogēna beigās un pēdējā ledus laikmets(apmēram pirms 10 tūkstošiem gadu) Eiropā un Āzijā jau ganījās miljoniem savvaļas zirgu. Lai gan primitīvo mednieku pūles un ganību samazināšana savvaļas zirgu padarīja par retumu pirms 4 tūkstošiem gadu. Taču divas tās pasugas – tarpāns Krievijā un Pševaļska zirgs Mongolijā – spēja izturēt daudz ilgāk nekā visi pārējie.

Savvaļas zirgi

Mūsdienās īstu savvaļas zirgu praktiski nav palicis. Krievu tarpāns tiek uzskatīts par izmirušu sugu, un Prževaļska zirgs dabiskos apstākļos nav sastopams. Zirgu ganāmpulki, kas brīvi ganās, ir savvaļas pieradinātas formas. Lai gan šie zirgi ātri atgriežas savvaļas dzīvē, tie joprojām atšķiras no patiesi savvaļas zirgiem.

Viņiem ir garas krēpes un astes, un tie ir daudzveidīgi. Prževaļska ekskluzīvi izsmeltajiem zirgiem un peļu tarpāniem ir it kā apgriezti sprādzieni, krēpes un astes.

Centrālamerikā un Ziemeļamerikā savvaļas zirgus pilnībā iznīcināja indiāņi un tie parādījās tikai pēc eiropiešu ierašanās 15. gadsimtā. Konkistadoru zirgu savvaļas pēcteči radīja neskaitāmus mustangu ganāmpulkus, kuru skaitu tagad kontrolē ar šaušanu.

Papildus mustangiem Ziemeļamerikā ir divas savvaļas salu poniju sugas - Assateague un Sable salās. Daļēji savvaļas Kamargas zirgu ganāmpulki ir sastopami Francijas dienvidos. Daži savvaļas poniji ir sastopami arī Lielbritānijas kalnos un purvos.

Mūsu mīļākie zirgi

Cilvēks ir pieradinājis zirgu un izaudzējis vairāk nekā 300 tā šķirņu. No smagsvariem līdz miniatūriem ponijiem un izskatīgiem sacīkšu zirgiem. Krievijā tiek audzētas aptuveni 50 zirgu šķirnes. Slavenākā no tām ir Orlovskajas rikšošana. Īpaši balta krāsa, lieliska rikšošana un veiklība – šīs īpašības ļoti novērtēja grāfs Orlovs, kurš tiek uzskatīts par šīs šķirnes dibinātāju.

Filoģenētiskās izpētes metodes ir organiski saistītas ar evolūcijas faktu izpētes metodēm. Līdz šim par galveno filoģenētiskās izpētes metodi būtu jāuzskata morfoloģiskā metode, jo organisma formas transformācijas joprojām ir acīmredzamākais fakts un ļauj ļoti veiksmīgi izsekot sugu transformācijas parādībām.

No tā, protams, neizriet, ka filoģenētiskajā pētniecībā nav izmantojamas citas metodes — fizioloģiskās, ekoloģiskās, ģenētiskās utt. Organisma forma un funkcija ir nesaraujami saistītas. Jebkurš organisms veidojas specifisku vides faktoru ietekmē, tas ar to mijiedarbojas, atrodas noteiktos sakaros ar citiem organismiem. Taču organisma forma, tā uzbūve vienmēr paliek jūtīgs visu šo saistību rādītājs un kalpo par vadmotīvu filoģenētisko jautājumu pētniekam. Morfoloģiskā pētījuma metode ieņem vadošo vietu filoģenēzes izpētē, un tās secinājumi kopumā tika apstiprināti, pārbaudot tos ar citām metodēm. Liela morfoloģiskās metodes priekšrocība ir iespēja to apvienot ar salīdzinošo pētījumu metodi, bez kuras nav iespējams atklāt pašu dzīvo sistēmu transformācijas faktu. Morfoloģiskās metodes derīgums in augsta pakāpe to pastiprina fakts, ka tas būtībā ir dziļi paškritisks, jo to var pielietot dažādos virzienos.

Ja mūsu rīcībā ir liels paleontoloģiskais materiāls (piemēram, zirga evolūcija), salīdzinošo morfoloģisko metodi varam pielietot secīgām senču un pēcteču sērijām un tādējādi atklāt dotās grupas evolūcijas virzienus un ceļus. Zīmējums sniedz priekšstatu par salīdzinošās morfoloģiskās metodes būtību, kas piemērota zirga senčiem. Virzienu parāda kāju sānu pirkstu secīga samazināšana un vidējā (III) pirksta attīstība evolūcijas attīstība"Zirgu rinda".

Džerboa ekstremitāšu salīdzinājums ar pirkstu skaita samazināšanos un pieaugošu specializāciju. 1 - mazais jerboa Allactaga elator, 2 - Salpingotas Koslovi, 3 - Uplifted Dipus sagitta. I-V - pirksti no pirmā līdz piektajam (pēc Vinogradova teiktā)

Turklāt paleontoloģiskie dati atbilst salīdzinošajiem anatomiskiem pētījumiem. mūsdienu formas... Attēlā ir salīdzinātas trīs formu ekstremitātes ar samazinātu pirkstu skaitu. Lai gan šī nav filoģenētiska sērija, joprojām tiek radīts priekšstats, ka visas trīs ekstremitātes ir līdzīgu procesu izpausmes rezultāts, kas sasnieguši dažādus attīstības posmus. Tāpēc salīdzinošā morfoloģiskā metode attiecībā uz mūsdienu formām neatkarīgi no paleontoloģijas liek domāt, ka, piemēram, viena pirksta pēdai vajadzēja evolucionēt no daudzpirkstu pēdas. Kad šiem secinājumiem pievienojas salīdzinošās embrioloģijas fakti, kas parāda, ka, piemēram, zirga embrijam sānu pirksti ir uzlikti, un pēc tam tie tiek pakāpeniski samazināti, tad mūsu secinājums par viena pirksta zirga izcelsmi. no daudzpirkstu senča kļūst vēl ticamāks.

Šo datu sakritība liecina, ka paleontoloģijas fakti, pieaugušo formu salīdzinošā anatomija un salīdzinošā embrioloģija savstarpēji kontrolē un papildina viens otru, kopumā veidojot Hekela (1899) piedāvāto sintētisku trīskāršu filoģenētiskās izpētes metodi, kas nav zaudējusi savu nozīmi. šodien. Tiek pieņemts, ka paleontoloģijas, salīdzinošās anatomijas un embrioloģijas datu sakritība zināmā mērā kalpo par pierādījumu filoģenētisko konstrukciju pareizībai.

Šie ir visvispārīgākie filoģenētisko pētījumu principi.

Tagad apskatīsim īsi aprakstītos vienotas filoģenētiskās izpētes metodes elementus.

Paleontoloģiskie dati ir pārliecinošākie. Tomēr tiem ir liels defekts, proti, paleontologs nodarbojas tikai ar morfoloģiskās pazīmes un turklāt nepilnīgi. Organisms kopumā ir ārpus paleontoloģisko pētījumu jomas. Ņemot to vērā, paleontologam ir īpaši svarīgi ņemt vērā visas viņam pieejamās dzīvnieku pazīmes, ar kuru atliekām viņam ir darīšana. Pretējā gadījumā viņa filoģenētiskie secinājumi var izrādīties kļūdaini.

Pieņemsim, ka formas A, B, C, D, D, E viena otru aizstāj secīgos ģeoloģiskajos apvāršņos un paleontologam ir iespēja novērot noteiktu to pazīmju summu - a, b, c utt. tālāk pieņemsim, ka formā A ir pazīmes a 1, b 1, c 1, un formās B, C, D, ... šīs zīmes tiek mainītas (attiecīgi a 2, b 2, c 2 .. a 3, b 3, c 3 ... utt. e .). Tad ar laiku saņemam tādu datu sēriju

Šī tablete atbilst, piemēram, zirgu dzimtas senču "sērijai", kur no eopippus līdz zirgam mums ir secīgas izmaiņas vairāku rakstzīmju attīstībā. Tabulā parādīta visu vadošo raksturlielumu secīga attīstība. Katra nākamā pazīme (piemēram, 4) tiek atvasināta no katras iepriekšējās (piemēram, 3). Šādos gadījumos kļūst iespējams, ka veidojas sērijas A, B, C, D, D, E filoģenētiskā sērija, tas ir, vairāki senči un viņu pēcteči. Šī ir sērija no eogippus līdz zirgam un dažiem citiem.

Pieņemsim, ka tagad mēs strādājam ar šādiem datiem,

tas ir, mēs nosakām vairākas formas, kas secīgi aizstāj viena otru laikā, un saskaņā ar vienu no zīmēm (b) mēs iegūstam secīgas attīstības priekšstatu no b 1 līdz b 5. Tomēr mūsu sērija nav filoģenētiska sērija, jo, piemēram, attiecībā uz rakstzīmēm a un b mēs neievērojam konsekventu specializāciju. Piemēram, veidlapai A ir formula A (a 1, b 1, b 1), bet forma B acīmredzami nav tās tiešais pēcnācējs, jo tai ir formula B (a 4, b 2, b 2) utt. Acīmredzot šeit ir runa par secīgiem filoģenētiskā koka "fragmentiem", kuriem daudzi zari nav atrasti. Tāpēc sērijas A, B, C, D, D, E faktiski ir vienādas ar A, B 1, C 2, D 3, D 1. Šādu rindu sauc par pakāpienu rindu. Lai noskaidrotu atšķirības starp to un filoģenētiskā sērija Izmantosim zīmējumu, kurā parādīta zirga evolūcija. Šeit šādas sērijas būs filoģenētiskas: eohippus, orohipuss, mezohippus, parahippus, merihipps, pliohippus, plesipps, zirgs. Piemēram, šādas formu sērijas būtu pakāpeniskas: hyracotherium, epigippus, myohippus, anchiterium, hipparion, hippidium, horse. Tie visi nav priekšteči un pēcnācēji, bet gan secīgi, bet izkaisīti filoģenētiskā koka sānu zari.

Kā redzat, pakāpju rindai ir liela darba vērtība, jo, vadoties no tā, varēja secināt, ka zirgs cēlies no daudzpirkstu senča.

Visbeidzot, var saskarties adaptīvā rinda parāda jebkuras adaptācijas attīstību. Šāda sērija var būt daļa no filoģenētiskās sērijas, piemēram, zirga kājas pielāgošana skriešanai, taču bieži vien tas tā nav, un adaptīvo sēriju var izveidot pat uz mūsdienu formu rēķina, kas neveido filoģenētiskās sērijas vispār. Kā redzat, paleontologam jāsastopas ar lielām grūtībām. Viņa materiāls ir skicīgs, nepilnīgs.

Tomēr zināma kompensācija par paleontoloģisko datu nepilnību ir iespēja ekoloģiskos datus attiecināt arī uz paleontoloģiju. Orgāna īpašā forma (kājas uzbūve, zobu aparāta uzbūve u.c.) ļauj izdarīt secinājumus par izmirušo dzīvnieku dzīvesveidu un pat par barības sastāvu. Tas rada iespēju rekonstruēt to ekoloģiskās attiecības. Atbilstošo zināšanu jomu, kas noteikta V. O. Kovaļevska darbos, sauca par paleobioloģiju (Ābels, 1912). Tas kompensē paleontologa ideju par izmirušiem dzīvniekiem sadrumstaloto raksturu. Saistībā ar formām bez skeleta paleontoloģija sniedz tikai nenozīmīgu filoģenētikas materiālu, un šajos gadījumos pirmajā vietā ir salīdzinošā morfoloģija ar tās metodi ģeoloģiskās modernitātes pieaugušo un embrionālo formu homologo struktūru salīdzināšanai. Paleontoloģisko datu trūkums padara filoģenētisku secinājumu izdarīšanu daudz grūtāku. Tāpēc mūsu filoģenētiskās konstrukcijas ir visuzticamākās attiecībā uz tām formām, kurām ir zināms paleontoloģiskais materiāls.

Neskatoties uz to, pētnieks nepaliek neapbruņots pat tad, ja nav paleontoloģisko datu. Šajā gadījumā viņš izmanto citu metodi, proti, ontoģenētiskās attīstības posmu izpēti.

Ja atrodat kļūdu, lūdzu, atlasiet teksta daļu un nospiediet Ctrl + Enter.

Šīs fiziskās izmaiņas notika vienlaikus ar būtiskām izmaiņām iedzīvotāju blīvumā un sociālā struktūra... Eksperti tos sauc par "evolūcijas inovāciju, jaunu īpašumu, kura senču populācijā nebija un kas attīstījās šo ķirzaku evolūcijas gaitā".

Filoģenēze (no grieķu "phylon" - klans, cilts un "ģenēze"), organismu vēsturiskā attīstība, atšķirībā no ontoģenēzes- individuālā attīstība organismiem. Filoģenēzi – evolūciju pagātnē – nevar tieši novērot, un filoģenētiskās rekonstrukcijas nevar pārbaudīt eksperimentāli.

Piemēram, 1844. gadā tika atrasti daži pārakmeņojušies zobu zobi, ko sauc par konodontiem. Žokļiem, atšķirībā no visiem mūsdienu putniem, bija zobi kā rāpuļiem. Otra grūtība ir pat pilnībā izpētīt organizāciju vienšūnu organisms tehniski neiespējami. Gan primitīvākajiem tetrapodiem, gan plaušu zivīm ir plaušas un trīskameru sirds, kas sastāv no diviem ātrijiem un viena kambara.

Viņš arī formulēja "trīskāršā paralēlisma metodi" - galveno filoģenētisko rekonstrukciju metodi, kas joprojām tiek izmantota pārveidotā un papildinātā veidā. Rezultātā arteriālās asinis no plaušām un venozās asinis no pārējā ķermeņa sajaucas, lai gan ne tik daudz kā abiniekiem.

Paralēlismi un to evolucionārā nozīme

Šī zemāko mugurkaulnieku evolūcijas nozare radās Kembrija perioda beigās, un fosilā stāvoklī tā nav bijusi zināma kopš devona perioda beigām. Fakts ir tāds, ka fosilajos bezžokļos žaunu dobumi, smadzeņu dobums, daudzu lielo asinsvadu sienas un citi ir pārkaļķojušies. iekšējie orgāni... Šajā gadījumā darbojas tikai salīdzinošā anatomija un ļoti nepieciešamā mērā embrioloģija. Plašā datortehnoloģiju izmantošana veicināja šādu analīzi, un kladogrammas (no grieķu "klados" - filiāle) sāka parādīties lielākajā daļā filoģenētisko publikāciju.

Nukleīnskābju un citu makromolekulu struktūras izpēte šobrīd ir kļuvusi par vienu no svarīgākajiem trīskāršās paralēlisma metodes papildinājumiem. To varētu sajaukt ar kļūdu, ja 1983. gadā M. F. Ivakhņenko uz paleontoloģiskā materiāla nebūtu pierādījis, ka bruņurupuči attīstījušies no abiniekiem neatkarīgi no visiem citiem rāpuļiem.

Precizējums izpaužas tajā, ka rekonstrukcijas kļūst arvien detalizētākas. Ja pasaulē ap mums ir kaut kas nezināms, tad zinātnes uzdevums ir izpētīt un izskaidrot šo nezināmo, neatkarīgi no teorētiskās un praktiski mācību priekšmets. Turklāt filoģenētiskās rekonstrukcijas ir pamats, uz kura tiek noskaidroti evolūcijas modeļi.

Ir daudzi citi evolūcijas modeļi, kas ir atklāti filoģenētisko pētījumu rezultātā. Evolūcijas procesi tiek novēroti gan dabiskajā, gan laboratorijas apstākļi... Eksperimentāli ir pierādīts evolūcijas fakts intraspecifiskā līmenī, un dabā ir tieši novēroti specifikācijas procesi.

Pierādījumi evolūcijai

Tomēr kaut kur starp paaudzēm ir 31 tūkstotis un 32 tūkstoši, vienā no populācijām notika dramatiskas izmaiņas, kas nebija novērotas citās. 36 gadus (ārkārtīgi īss evolūcijas periods) mainījās galvas izmērs un forma, palielinājās sakodiena spēks un izveidojās jaunas struktūras gremošanas traktā.

Turklāt jaunās populācijas zarnās ir nematodes, kuru sākotnējā populācijā nebija. Konkrēti, Cydia pomonella granurovirus tiek aktīvi izmantots, lai kontrolētu menkšu kožu Cydia pomonella (kuras kāpuri ir paši "tārpi" tārpainajos ābolos).

Novērojumi ieslēgti mūsdienīgi skati parāda, ka esošās populācijās notiek nepārtraukti veidošanās. Ir daudz piemēru, kā dažādi veidi var krustoties izņēmuma apstākļos. Atkarībā no dzīvotnes ap kalniem salamandras veido dažādas formas, kas pakāpeniski maina to morfoloģiskās un ekoloģiskās īpašības.

Spriežot pēc fosilajiem ierakstiem un mutāciju ātruma mērījumiem, pilnīga genomu nesaderība, kas padara šķērsošanu neiespējamu, dabā tiek sasniegta vidēji 3 miljonu gadu laikā. Tas nozīmē, ka jaunas sugas veidošanās novērošana dabiskos apstākļos principā ir iespējama, bet šī rets notikums... Tajā pašā laikā laboratorijas apstākļos var palielināt evolūcijas izmaiņu ātrumu, tāpēc ir pamats cerēt, ka laboratorijas dzīvniekos tiks novērota specifika.

Ābolu sēne Rhagoletis pomonella ir novērotās simpātiskās veidošanās piemērs (t.i., sugu veidošanās, kas rodas, sadaloties ekoloģiskās nišās). Prakse rāda, ka bioloģiskās klasifikācijas, kas veidotas, pamatojoties uz dažādām pazīmēm, mēdz sliecas uz vienu un to pašu koku veida hierarhisko shēmu - dabisko klasifikāciju.

Tieši šādu rezultātu var sagaidīt ar dzīvnieku evolucionāro izcelsmi no kopīga senča. Filoģenētiskā koka zarojums atbilst populāciju dalījumam specifikācijas procesā. Parasti objektiem, kas nav radušies evolūcijas gaitā, šī īpašība nepieder. Ja vēlaties, varat apvienot šos objektus dažādās hierarhijās, taču nav vienas objektīvas hierarhijas, kas būtībā būtu labāka par visām pārējām.

Šo terminu 1866. gadā ieviesa vācu evolucionists E. Hekels. Vēlāk termins "filoģenēze" saņēma plašāku interpretāciju - tam tika piešķirta evolūcijas procesa vēstures nozīme. Var runāt par atsevišķu raksturu filoģenēzi: orgāniem, audiem, bioķīmiskiem procesiem, bioloģisko molekulu uzbūvi un par jebkura ranga taksonu filoģenēzi – no sugām līdz supervalstīm. Filoģenētisko pētījumu mērķis ir rekonstruēt pētāmo struktūru un taksonu izcelsmi un secīgās evolucionārās transformācijas.

Paleontoloģiskie dati, kā jau minēts, šajās rekonstrukcijās ievieš laika skalu un papildina to ar izmirušām formām, tas ir, padara sēriju detalizētāku un līdz ar to ticamāku.