Доказательства эволюции живой природы. Результаты эволюции: приспособленность организмов к среде обитания, многообразие видов

Биологами, палеонтологами и представителями других отраслей естествознания получены многочисленные свидетельства, иллюстрирующие и доказывающие эволюционную теорию Дарвина. Наиболее показательны палеонтологические, сравнительно-анатомические, сравнительно-эмбриологические и биогеографические доказательства эволюции.

Доказательства эволюции живой природы

Эволюционная теория со времени Ч. Дарвина обогатилась данными палеонтологии, анатомии, биогеографии и других наук.

Палеонтологические доказательства

Ископаемые вымершие организмы находили и до создания теории эволюции. Собраны окаменевшие отпечатки, пропитанные кремнеземом, известняком остатки, следы жизнедеятельности. К редким находкам относятся хорошо сохранившиеся организмы, вмерзшие в лед, «законсервированные» в вечной мерзлоте, заключенные в янтарь.

Найдены промежуточные формы (переходные), сочетающие признаки эволюционно древних и более молодых групп организмов. К таковым относятся отпечатки растений псилофитов, окаменевшие остатки стегоцефалов, археоптерикса, зверозубых ящеров (Таблицы 1, 2 и 3, рис. 2), «живое ископаемое» — рыба латимерия (рис. 1).

Таблица 1.

Псилофиты

Псилофиты — переходная форма между водорослями и наземными растениями

Признаки водорослей

Признаки наземных растений

  • Тело — слоевище, не дифференцированное на органы;
  • Ткани отсутствуют.
  • Стебель с чешуйками;
  • Устьица в кожице стебля и листьев;
  • Корневище с ризоидами;
  • Есть покровные, механические и проводящие ткани.
Кистеперая рыба латимерия
Рис. 1 Кистеперая рыба латимерия

 

Таблица 2.

Археоптерикс

Археоптерикс — промежуточная форма между пресмыкающимися и птицами

Признаки пресмыкающихся

Признаки птиц

  • Длинный хвост с позвонками;
  • Пальцы с когтями;
  • Наличие зубов;
  • Отсутствие киля;
  • Брюшные ребра.
  • Внешнее сходство;
  • Наличие крыльев;
  • Оперение;
  • Сходство задних конечностей с цевкой.
Археоптерикс
Рис. 2 Археоптерикс

 

Таблица 3.

Зверозубый ящер

 

Зверозубый ящер — переходная форма между пресмыкающимися и млекопитающими

Признаки пресмыкающихся

Признаки млекопитающих

  • Внешний облик;
  • Расположение конечностей по бокам туловища, а не под ним.
  • Строение черепа, позвоночника и конечностей;
  • Деление зубного ряда на клыки, резцы и коренные зубы.

Значительным доказательством эволюции считается то, что в более ранних слоях встречаются просто устроенные организмы, по сравнению с находками в более поздних субстратах. Останки видов, обитавших в одни геологические эпохи, позже исчезают и больше не появляются. Это означает, что виды возникают в ходе эволюции и вымирают в последующие эры и периоды.

Сравнительно-анатомические доказательства

Находки ископаемых останков организмов часто имеют общее происхождение и сходство с современными. Изучение строение ныне существующих и исчезнувших позвоночных животных выявило общие черты строения:

  • Двусторонняя симметрия.
  • Твердый скелет.
  • Полости тела.
  • Сходное строение нервной системы.

Сравнение ископаемых останков предков лошади с анатомическим строением современных животных позволило основателю эволюционной палеонтологии В. О. Ковалевскому доказать поступательный характер эволюционного процесса. Ученый создал филогенетический ряд, показывающий эволюцию предков лошади (рис. 3).

Филогенетический ряд лошади
Рис. 3. Филогенетический ряд, предложенный В. О. Ковалевским

К сравнительно-анатомическим доказательствам относят строение цветка покрытосеменных растений. Изучение этого органа у представителей разных семейств, родов и видов дает убедительные свидетельства сходства. История развития и действие факторов среды накладывают отпечаток на строение органа. Однако у покрытосеменных, при удивительном разнообразии формы и окраски, цветки имеют чашечку, лепестки венчика, пестики и тычинки.

Конечности у наземных позвоночных животных имеет общий план строения, хотя могут быть не похожи. Изучение анатомического строения доказывает, что это разные варианты пятипалой конечности (рис. 4).

Гомологичное строение конечностей
Рис. 4. Гомологичное строение конечностей

Гомологичные органы имеют не только  сходное строение. Они развиваются из одних и тех же зародышевых листков в процессе индивидуального развития. Такие органы могут выполнять неодинаковые функции, что обусловлено приспособлением к определенным условиям среды обитания. Ласты тюленя гомологичны крыльям птиц, конечностям крота и человека.

Если орган длительное время не функционирует, то в процессе эволюции превращается в рудимент — недоразвитое образование. Таковыми являются малая берцовая кость у птиц, глаза у кротов, червеобразный отросток толстой кишки (аппендикс), копчик у человека.

Признаки, имевшиеся у далеких предков, и отсутствующие у потомков, могут проявиться у отдельных особей. Это атавизмы — трехпалое строение конечности у современной лошади, дополнительные молочные железы, хвост и сплошной волосяной покров на теле человека.

Аналогичные органы — крылья у насекомых и птиц, членистые конечности у членистоногих и сухопутных позвоночных. Это примеры того, что в похожих условиях разные группы организмов приобретают сходные признаки (рис. 5).

Аналогичные органы — крылья — у птицы и млекопитающего (летучей мыши).
Рис. 5. Аналогичные органы — крылья — у птицы и млекопитающего (летучей мыши)

Биогеографические доказательства

Конкретные примеры показывают, что географические факторы накладывают отпечаток на облик и распространение организмов. Сходные виды обитают на разных материках, в регионах с похожим климатом, рельефом, почвами. Конкретный пример — верблюды в северной Африке и ламы в Северной Америке.

При смене географических условий организмы изменяются, при отсутствии кардинальных изменений могут оставаться неизменными длительное время. Пример — раннее отделение Австралии от Евразии, сохранение климатических и прочих условий на южном материке способствовало «консервации» утконоса и ехидны. На других материках похожие однопроходные млекопитающие давно вымерли.

Сравнительно-эмбриологические доказательства

Единство строения эмбрионов у разных групп позвоночных исследовал К. Бэр. Ученый назвал выявленную закономерность зародышевым сходством. Позднее, Э. Геккель предложил объяснение, в виде биогенетического закона, согласно которому, онтогенез кратко повторяет филогенез (историческое развитие групп).

На ранних стадиях индивидуального развития происходит повторение в сжатом виде эволюционных этапов, пройденных той группой, к которой принадлежит организм. Эмбрион позвоночных приобретает черты строения рыб, затем амфибий, рептилий и птиц. Только в конце развития, у зародыша появляются признаки своей группы организмов (рис. 6).

Закон зародышевого сходства
Рис. 6. Сравнение стадий эмбрионального развития представителей разных классов позвоночных


Русский ученый А. Н. Северцов ограничил область применения биогенетического закона. Ученый обратил внимание на то, что в онтогенезе происходит повторение анатомических особенностей только зародышевых стадий предков вида.

Сравнительно-биохимические доказательства

Все живые организмы содержат одни и те же группы органических веществ. Биохимическое сходство проявляется на разных уровнях организации  клеток, тканей, органов. Гемоглобин, РНК имеют практически одинаковое строение и назначение у представителей многих видов. Наибольшее сходство обнаруживается у родственных групп организмов.

Теория эволюции получила множество доказательств, свидетельствующих о ее достоверности. Новые находки и исследования помогают уточнить, дополнить и развить уже существующие положения.

Результаты эволюции: приспособленность организмов к среде обитания, многообразие видов.

Виды живых организмов характеризуются общими признаками и удивительным разнообразием внешнего и внутреннего строения, процессов жизнедеятельности, поведения. Все черты появились в процессе эволюции, подверглись действию естественного отбора. В конечном итоге разные изменения обеспечили лучшее приспособление организмов к среде обитания.

Различают физиологические приспособления и особенности размножения, обусловленные адаптацией. Есть разнообразные морфологические черты приспособленности к условиям обитания и особенности поведения, облегчающие выживание.

Морфологические приспособления:

  • покровительственная окраска;
  • предостерегающая окраска;
  • мимикрия (рис. 7);
  • маскировка.
Мимикрия
 Рис. 7. Мимикрия и покровительственная окраска у насекомых

Мимикрия — способность организмов принимать форму, подражать окраске и особенностям поведения других организмов и неживых тел. Например, беззащитные животные подражают хищным. Такие особенности дают преимущества в борьбе за выживание.

Покровительственная окраска позволяет слиться с окружающей средой. Хищникам такая особенность нужна для более успешной охоты, жертвам — для того, чтобы не быть съеденными. 

Предостерегающая окраска характерна для ядовитых организмов. Яркие цвета и оттенки предупреждают потенциальных хищников о несъедобности жертвы. Перечисленные приспособления закреплены естественным отбором, как обеспечивающие выживание вида в борьбе за существование.

Колючки, шипы, жгучие волоски, гликозиды в тканях — приспособления растений, защищающие  их от поедания животными. Эпифитные растения могут обойтись без почвы. Они поглощают влагу из воздуха при помощи воздушных корней. Насекомоядные растения получают азот на бедных почвах, способны переваривать насекомых.

Увеличение шансов на выживание дают многие приспособления у живых организмов. Появление адаптаций у видов происходило в течение больших промежутков времени в процессе борьбы за существование. Однако приобретенные черты полезны и целесообразны в конкретной среде обитания; они могут оказаться ненужными, вредными в других условиях.

Состав живых организмов описывают следующие показатели. Всего на Земле насчитывается свыше 2 млн видов. Около 1,5 млн видов животных, порядка 400 тыс. видов растений, 100 тыс. видов грибов и бактерий. Поразительное разнообразие — результат дивергенции. Виды расходятся по морфофизиологическим, биохимическим, репродуктивным, генетическим и экологическим признакам.

Классификация организмов — задача систематики. Со времени работ основателя науки К. Линнея, ученые стараются отразить степень родства организмов. Тогда классификация будет носить максимально естественный характер.


 

Смотри также:

21 марта 2020, 18:39

Комментарии

Для добавления комментариев необходимо авторизоваться.