Доказательства эволюции животных
Эволюция животных — историческое развитие живой природы, при котором группы организмов изменяются, возникают и вымирают. Её нельзя наблюдать целиком за один человеческий век, но ход эволюции подтверждают независимые группы доказательств: ископаемые остатки, сходство строения органов и закономерности индивидуального развития.
Что считают доказательством эволюции
Доказательство эволюции — это наблюдаемый факт, который показывает родство организмов, последовательность изменений или возможность происхождения одних форм от других. Чем больше независимых фактов согласуются между собой, тем убедительнее вывод об историческом развитии животных.
Эволюция — необратимое историческое развитие живой природы, сопровождающееся изменением наследственных признаков популяций и появлением новых форм организмов.
Важно различать онтогенез и эволюцию. Онтогенез — индивидуальное развитие одной особи от зарождения до смерти, а филогенез — историческое развитие вида или более крупной группы. Эмбриология изучает онтогенез и по его закономерностям помогает судить о родстве и филогенезе.
Ни один отдельный признак обычно не доказывает родство абсолютно. Вывод делают по совокупности данных: ископаемых форм, строения, развития, распространения и других признаков.
Палеонтологические доказательства
Палеонтологические доказательства эволюции животных основаны на изучении окаменелостей — сохранившихся частей организмов, отпечатков, следов жизнедеятельности и включений в янтарь. В слоях осадочных пород обычно обнаруживают последовательный ряд форм: более древние организмы залегают ниже, более молодые — выше.
- Окаменелости показывают, какие животные жили в разные геологические эпохи.
- Смена форм в слоях пород позволяет восстановить направление исторических изменений.
- Переходные формы сочетают признаки двух крупных групп и подтверждают постепенность изменений.
- Вымирание одних групп и появление других отражают смену фаун во времени.
Переходная форма не обязана быть прямым предком современной группы. Чаще это близкий родственник, у которого сохранилось сочетание древних и более новых признаков. Классический пример — археоптерикс: у него были перья и крылья, характерные для птиц, но также зубы, длинный хвост и признаки, сближающие его с древними пресмыкающимися.
Другой пример — ископаемые предки лошадей. В ряду форм прослеживаются изменение размеров тела, уменьшение числа пальцев и усиление среднего пальца, образующего копыто. Это не означает, что современная лошадь произошла от каждой формы ряда: они отражают последовательность и разветвление родственных линий.
Нельзя говорить: «человек произошёл от современной обезьяны» или «лошадь произошла от первого найденного предка». Правильнее: человек и современные человекообразные обезьяны имеют общего предка; ископаемые виды лошадей — звенья разветвлённой линии их родства.
Сравнительно-анатомические доказательства
Сравнительно-анатомические доказательства эволюции животных получают при сопоставлении строения органов у разных видов. Особенно важны гомологичные органы: они имеют общее происхождение и сходный план строения, хотя могут выполнять разные функции.
| Органы | Общий признак | Различие функций |
|---|---|---|
| Передняя конечность человека | Плечевая кость, две кости предплечья, кости кисти | Хватание и тонкие движения |
| Передняя конечность летучей мыши | Тот же общий план костей | Полёт |
| Ласт кита | Тот же общий план костей конечности | Плавание |
| Передняя конечность крота | Тот же общий план костей | Рытьё почвы |
Гомологичные органы подтверждают дивергенцию — расхождение признаков у родственных организмов при освоении разных условий среды. Подробнее это связано с дивергенцией у животных.
Аналогичные органы выполняют сходную функцию, но имеют разное происхождение и план строения. Например, крыло птицы и крыло насекомого служат для полёта, однако устроены принципиально по-разному. Аналогия обычно возникает как результат конвергенции — независимого приобретения сходных признаков неродственными организмами.
К сравнительно-анатомическим доказательствам относят также рудименты и атавизмы. Рудименты — органы, утратившие исходное значение или сильно уменьшенные по сравнению с предками. Атавизмы — редкое появление у отдельной особи признака, характерного для далёких предков. Например, у китов иногда обнаруживаются рудиментарные остатки тазовых костей, а у некоторых животных могут проявляться признаки, исчезнувшие у большинства представителей вида.
Какой пример относится к гомологичным органам?
Эмбриологические доказательства
Эмбриологические доказательства основаны на сравнении зародышевого развития разных животных. У близкородственных групп на ранних этапах часто обнаруживается больше сходства, чем у взрослых особей. По мере развития различия усиливаются, потому что эмбрионы приобретают признаки, характерные для своего класса, отряда и вида.
У зародышей хордовых можно наблюдать общие черты: хорду, нервную трубку, хвостовой отдел и глоточные карманы. У рыб эти структуры связаны с особенностями взрослого организма; у наземных позвоночных они преобразуются в другие органы или исчезают. Поэтому сходство зародышей на ранних стадиях указывает на общность происхождения хордовых.
Чем ближе организмы родственны, тем больше сходства обычно наблюдается в ранних стадиях их индивидуального развития. На поздних стадиях различия становятся более заметными.
Эмбриологические данные нельзя понимать как буквальное повторение истории вида в развитии каждой особи. Зародыш не проходит стадии взрослых организмов всех предков. В онтогенезе сохраняются и изменяются отдельные наследственные признаки, а не полностью воспроизводится весь филогенез.
Фраза «онтогенез полностью повторяет филогенез» неверна. Эмбриональное развитие лишь сохраняет некоторые общие черты и закономерности, связанные с происхождением группы.
Как решать задания на доказательства эволюции
В экзаменационном задании сначала определите, какой факт описан: ископаемая форма относится к палеонтологии; сходство костей — к сравнительной анатомии; развитие зародыша — к эмбриологии. Затем уточните, о каком типе органов или направлении изменений идёт речь.
У животного обнаружены передняя конечность с плечевой костью, двумя костями предплечья и кистью, но конечность превращена в ласт и используется для плавания. Какое доказательство эволюции представлено?
Ответ: это сравнительно-анатомическое доказательство, конкретно гомологичный орган; пример иллюстрирует дивергенцию.
Запомните связку: ископаемые остатки — палеонтология; общий план строения — гомология; сходная функция при разном строении — аналогия; уменьшенный орган — рудимент; редкое возвращение признака — атавизм; сходство зародышей — эмбриология.
Итоговая схема доказательств
| Группа доказательств | Что изучают | Какой вывод делают |
|---|---|---|
| Палеонтологические | Окаменелости, переходные формы, последовательность слоёв | Организмы изменялись во времени, группы возникали и вымирали |
| Сравнительно-анатомические | Органы и общий план строения | Родство, дивергенция, гомология и конвергенция |
| Эмбриологические | Развитие зародышей | Общее происхождение и степень родства групп |
Проверь себя
Главное
- Палеонтологические данные показывают последовательность изменения и смены животных во времени; особое значение имеют переходные формы.
- Сравнительная анатомия выявляет гомологичные органы, подтверждающие общее происхождение, и аналогичные органы, возникающие независимо.
- Рудименты и атавизмы свидетельствуют о связи современных организмов с предковыми формами.
- Сходство зародышей на ранних стадиях подтверждает родство, но онтогенез не является полным повторением филогенеза.
- В заданиях сначала определяйте группу доказательств, затем различайте гомологию, аналогию, рудимент и атавизм.