Մակրոէվոլյուցիայի շարժիչ ուժերը. Ֆիլոգենետիկ հետազոտության մեթոդներ Ծանոթ ձին

Հարց 1. Ո՞րն է տարբերությունը մակրոէվոլյուցիայի և միկրոէվոլյուցիայի միջև:

Միկրոէվոլյուցիա ասելով հասկանում ենք նոր տեսակների ձևավորում։

Մակրոէվոլյուցիայի հայեցակարգը նշանակում է գերհատուկ տաքսոնների ծագումը:

Այնուամենայնիվ, չկան հիմնարար տարբերություններ նոր տեսակների ձևավորման գործընթացների և ավելի բարձր տաքսոնոմիկ խմբերի ձևավորման գործընթացների միջև։ «Միկրոէվոլյուցիա» տերմինը ժամանակակից իմաստով ներմուծվել է Ն.Վ.Տիմոֆեև-Ռեսովսկու կողմից 1938 թ.

Հարց 2. Ո՞ր գործընթացներն են մակրոէվոլյուցիայի շարժիչ ուժերը: Բերե՛ք մակրոէվոլյուցիոն փոփոխությունների օրինակներ:

Մակրոէվոլյուցիայում գործում են նույն պրոցեսները, ինչ տեսակավորման ժամանակ՝ ֆենոտիպային փոփոխությունների ձևավորում, գոյության համար պայքար, բնական ընտրություն և ամենաքիչ հարմարեցված ձևերի անհետացումը։

Մակրոէվոլյուցիոն գործընթացների արդյունքը օրգանիզմների արտաքին կառուցվածքի և ֆիզիոլոգիայի էական փոփոխություններն են, ինչպիսիք են, օրինակ, կենդանիների մոտ փակ շրջանառության համակարգի ձևավորումը կամ բույսերում ստոմատների և էպիթելային բջիջների հայտնվելը: Այս տեսակի հիմնարար էվոլյուցիոն ձեռքբերումները ներառում են ծաղկաբույլերի ձևավորումը կամ սողունների առջևի վերջույթների վերածումը թեւերի և մի շարք այլ բաներ:

Հարց 3. Ի՞նչ փաստեր են ընկած մակրոէվոլյուցիայի ուսումնասիրության և ապացույցների հիմքում:

Մակրոէվոլյուցիոն գործընթացների ամենահամոզիչ ապացույցը գալիս է պալեոնտոլոգիական տվյալներից: Պալեոնտոլոգիան ուսումնասիրում է անհետացած օրգանիզմների բրածո մնացորդները և որոշում դրանց նմանություններն ու տարբերությունները ժամանակակից օրգանիզմների հետ։ Մնացորդներից պալեոնտոլոգները վերականգնում են անհետացած օրգանիզմների տեսքը և իմանում անցյալի բուսական և կենդանական աշխարհի մասին: Ցավոք, բրածո ձևերի ուսումնասիրությունը մեզ տալիս է բուսական և կենդանական աշխարհի էվոլյուցիայի ոչ ամբողջական պատկերացում: Մնացորդների մեծ մասը բաղկացած է օրգանիզմների կոշտ մասերից՝ ոսկորներից, խեցիներից և բույսերի արտաքին օժանդակ հյուսվածքներից:

Մեծ հետաքրքրություն են ներկայացնում բրածոները, որոնք պահպանում են հնագույն կենդանիների փոսերի և անցումների հետքերը, վերջույթների կամ ամբողջ օրգանիզմների հետքերը, որոնք մնացել են երբեմնի փափուկ նստվածքների վրա:

Հարց 4. Ի՞նչ նշանակություն ունի ֆիլոգենետիկ շարքերի ուսումնասիրությունը:

Պալեոնտոլոգիայի, համեմատական ​​անատոմիայի և սաղմնաբանության տվյալների հիման վրա կառուցված ֆիլոգենետիկ շարքերի ուսումնասիրությունը կարևոր է էվոլյուցիայի ընդհանուր տեսության հետագա զարգացման, օրգանիզմների բնական համակարգի կառուցման և էվոլյուցիայի պատկերի վերակառուցման համար։ օրգանիզմների որոշակի համակարգված խումբ։

Ներկայումս ֆիլոգենետիկ շարքեր կառուցելու համար գիտնականներն ավելի ու ավելի են օգտագործում այնպիսի գիտությունների տվյալներ, ինչպիսիք են գենետիկան, կենսաքիմիան, մոլեկուլային կենսաբանությունը, կենսաաշխարհագրությունը, էթոլոգիան և այլն:

Այս թեմայով այլ աշխատանքներ.

1. Հարց 1. Ինչու՞ է գենետիկան ընտրության տեսական հիմքը: Բուծումը գիտություն է բույսերի նոր սորտերի, կենդանիների ցեղատեսակների և միկրոօրգանիզմների շտամների ստեղծման մեթոդների մասին՝ օգտակար...
2. Հարց 1. Ի՞նչ հատկանիշներ պետք է ունենա էվոլյուցիայի տարրական միավորը: Էվոլյուցիայի տարրական միավորը պետք է. կարողանալ ռեզերվ կազմել...
3. Հարց 1. Ո՞րն է Չարլզ Դարվինի «Տեսակների ծագումը» գրքի արժեքը: Իր «Տեսակների ծագման մասին» գրքում Չարլզ Դարվինը առաջին անգամ առաջարկեց էվոլյուցիայի բնական գիտական ​​բացատրությունը: Նա տեղադրեց վարող...
4. Հարց 1. Ո՞վ է մշակել բջջային տեսությունը: Բջջային տեսությունը ձեւակերպվել է 19-րդ դարի կեսերին։ Գերմանացի գիտնականներ Թեոդոր Շվանն ու Մաթիաս Շլայդենը։ Նրանք ամփոփել են բազմաթիվ հայտնի...
5. Կենսաբանության թեստավորում, դասարան 11 Տարբերակ 2 1. Կենդանի օրգանիզմների տեսակների բազմազանությունը արդյունք է.
6. 1. Ո՞րն է օվկիանոսում կյանքի բաշխման առանձնահատկությունը: Համաշխարհային օվկիանոսում կյանքը ամենուր է, բայց ջրերում բույսերի և կենդանիների տեսակների կազմը և խտությունը...
7. Հարց 1. Նշե՛ք էվոլյուցիոն փոփոխությունների հիմնական տեսակները: Գիտնականներն առանձնացնում են էվոլյուցիոն փոփոխությունների հետևյալ տեսակները՝ զուգահեռականություն, կոնվերգենցիա և դիվերգենցիա։ Հարց 2. Որո՞նք են զուգահեռ փոփոխությունները, կոնվերգենտ, դիվերգենտ...

1. Ի՞նչ փաստեր կարող են վկայել անհետացած և ժամանակակից բույսերի և կենդանիների միջև կապի մասին:

Պատասխանել. Ըստ էվոլյուցիայի սինթետիկ տեսության՝ բնության մեջ տեղի ունեցող էվոլյուցիոն գործընթացը բաժանվում է երկու փուլի՝ միկրոէվոլյուցիա և մակրոէվոլյուցիա։

Մակրոէվոլյուցիան ներառում է գործընթացներ, որոնք հանգեցնում են տեսակներից ավելի մեծ համակարգված միավորների առաջացմանը: Ուսումնասիրելով մակրոէվոլյուցիան՝ ժամանակակից բնական գիտությունը կուտակել է մի շարք գիտական ​​փաստեր, որոնք ապացուցում են օրգանական աշխարհի էվոլյուցիան։ Ցանկացած գիտական ​​փաստ, որն ապացուցում է հետևյալ կետերից առնվազն մեկը, կարող է համարվել էվոլյուցիայի ապացույց։

Կյանքի ծագման միասնություն (ընդհանուր բնութագրերի առկայություն բոլոր կենդանի օրգանիզմներում):

Հարաբերություններ ժամանակակից և անհետացած օրգանիզմների կամ մեծ համակարգային խմբի օրգանիզմների միջև (ընդհանուր բնութագրերի առկայություն ժամանակակից և անհետացած օրգանիզմներում կամ համակարգված խմբի բոլոր օրգանիզմներում):

Էվոլյուցիայի շարժիչ ուժերի գործողությունը (բնական ընտրության գործողությունը հաստատող փաստեր).

Որոշակի գիտության շրջանակներում ձեռք բերված և կուտակված էվոլյուցիայի ապացույցները ապացույցների մեկ խումբ են և կոչվում են այս գիտության անունով:

Պալեոնտոլոգիան գիտություն է անհետացած օրգանիզմների բրածո մնացորդների մասին: Էվոլյուցիոն պալեոնտոլոգիայի հիմնադիրը համարվում է ռուս գիտնական Վ.Օ.Կովալևսկին։ Էվոլյուցիայի ապացույցները ներառում են բրածո անցումային ձևերը և ժամանակակից տեսակների ֆիլոգենետիկ շարքերը:

Բրածո անցումային ձևերը անհետացած օրգանիզմներ են, որոնք միավորում են ավելի հին և էվոլյուցիոն առումով ավելի երիտասարդ խմբերի բնութագրերը: Դրանք հնարավորություն են տալիս բացահայտել ընտանեկան կապերը, որոնք ապացուցում են կյանքի պատմական զարգացումը: Նման ձևերը հաստատված են ինչպես կենդանիների, այնպես էլ բույսերի մեջ։ Լոբաթև ձկներից անցումային ձևը հնագույն երկկենցաղներ՝ ստեգոցեֆալյաններ, Իխտիոստեգան է: Սողունների և թռչունների միջև էվոլյուցիոն կապը կարող է հաստատել առաջին թռչունը (Archaeopteryx): Սողունների և կաթնասունների միջև կապը թերապսիդների խմբի մողեսն է: Բույսերի մեջ ջրիմուռներից դեպի բարձր սպորներ անցումային ձևն են՝ փսիլոֆիտները (առաջին ցամաքային բույսերը)։ Պտերիդոֆիտներից գիմնոսպերմների ծագումն ապացուցվում է սերմերի պտերներով, իսկ անգիոսպերմների՝ մարմնասերմի ծագումը ցիկադներով։

Ֆիլոգենետիկ (հունական phylon - սեռ, ցեղ, գենեզ - ծագում) շարք - բրածո ձևերի հաջորդականություններ, որոնք արտացոլում են ժամանակակից տեսակների պատմական զարգացումը (ֆիլոգենիա): Ներկայումս նման շարքերը հայտնի են ոչ միայն ողնաշարավորների, այլեւ անողնաշարավոր կենդանիների որոշ խմբերի համար։ Ռուս պալեոնտոլոգ Վ.Օ.Կովալևսկին վերականգնել է ժամանակակից ձիու ֆիլոգենետիկ շարքը

2. Հնագույն բույսերի և կենդանիների ի՞նչ տեսակներ գիտեք:

Պատասխանել. Ուղիղ 75 տարի առաջ հարավային Աֆրիկայի ափերի մոտ հայտնաբերվել է աշխարհի ամենահին ձուկը՝ կելականտը, որը գոյություն է ունեցել Երկրի վրա հարյուր միլիոնավոր տարիներ առաջ։ Ի պատիվ այս իրադարձության, մենք հրավիրում ենք ձեզ ծանոթանալու նրա և այլ հնագույն կենդանիների ու բույսերի մասին, որոնք այսօր բնակվում են մեր մոլորակում:

Նախկինում ենթադրվում էր, որ այս ձկներն անհետացել են ուշ կավճի շրջանում (100,5 - 66 միլիոն տարի առաջ), սակայն 1938 թվականի դեկտեմբերին Արևելյան Լոնդոնի թանգարանի (Հարավային Աֆրիկա) համադրող Մարջորի Քորթնի-Լատիմերը հայտնաբերել է կոշտ թեփուկներով և արտասովոր լողակներ ունեցող ձուկ։ տեղացի ձկնորսների որսի մեջ։ Հետագայում պարզվեց, որ այս ձուկն ապրել է հարյուր միլիոնավոր տարիներ առաջ և կենդանի բրածո է։

Քանի որ այս կելականտը հայտնաբերվել է Չալումնա գետում, այն ստացել է Latimeria chalumnae անվանումը։ Իսկ 1997 թվականի սեպտեմբերին Սուլավեսի կղզու հյուսիսային ափին գտնվող Մանադո քաղաքի մոտ գտնվող ջրերում գիտնականները նկատեցին այս ձկների երկրորդ տեսակը՝ Latimeria menadoensis: Գենետիկական ուսումնասիրությունների համաձայն՝ այս տեսակները բաժանվել են 30-40 միլիոն տարի առաջ, սակայն նրանց միջև տարբերությունները փոքր են։

2. Գինկգո բիլոբա.

Բնության մեջ այս բույսն աճում է միայն արևելյան Չինաստանում: Այնուամենայնիվ, 200 միլիոն տարի առաջ այն տարածված է եղել ամբողջ մոլորակում, հատկապես Հյուսիսային կիսագնդում, բարեխառն կլիմայով և բարձր խոնավությամբ տարածքներում: Յուրայի և վաղ կավճի ժամանակաշրջանի Սիբիրում Գինկգո դասի այնքան շատ բույսեր կային, որ դրանց մնացորդները հայտնաբերվել են այդ ժամանակաշրջանների հանքավայրերի մեծ մասում: Ըստ հետազոտողների՝ այն ժամանակվա աշնանը երկիրը բառացիորեն ծածկված էր գինկոյի տերևներով՝ գորգի նման։

3. Փոքրիկ եղնիկը կամ կանչիլը ոչ միայն ամենափոքրն է (նրա բարձրությունը ծոցում 25 սանտիմետրից ոչ ավելի է, իսկ առավելագույն քաշը՝ մոտ 2,5 կիլոգրամ), այլ նաև արտիոդակտիլների ամենահին տեսակը Երկրի վրա։ Այս կենդանիները գոյություն են ունեցել 50 միլիոն տարի առաջ, հենց այն ժամանակ, երբ սկսեցին ձևավորվել հնագույն սմբակավորների կարգեր: Այդ ժամանակվանից կանչիլան մնացել է գրեթե անփոփոխ և ավելի շատ նման է իր հին նախնիներին, քան մյուս տեսակները։

4. Միսիսիպիի խեցեմորթ:

Ալիգատորի նման ձուկ՝ Միսիսիպիի խեցեմորթն այսօր Երկրի վրա ապրող ամենահին ձկներից է: Մեզոզոյան դարաշրջանում նրա նախնիները բնակվել են բազմաթիվ ջրային մարմիններում: Այսօր Միսիսիպի խեցեմորթն ապրում է Միսիսիպի գետի ստորին հովտում, ինչպես նաև ԱՄՆ-ի քաղցրահամ ջրերի որոշ լճերում:

Այս փոքրիկ քաղցրահամ խեցգետնակերպերը համարվում են Երկրի վրա այսօր ապրող ամենահին արարածները: Այս տեսակի ներկայացուցիչները գրեթե չեն փոխվել տրիասյան ժամանակաշրջանից: Այդ ժամանակ դինոզավրերը նոր էին հայտնվել։ Այսօր այս կենդանիները ապրում են գրեթե բոլոր մայրցամաքներում, բացի Անտարկտիդայից: Այնուամենայնիվ, Triops cancriformis տեսակն առավել տարածված է Եվրասիայում:

6. Metasequoia glyptostroboides.

Այս փշատերևները տարածված են եղել Հյուսիսային կիսագնդում` կավճից մինչև նեոգեն: Այնուամենայնիվ, այսօր մետասեքվոյան կարելի է տեսնել վայրի բնության մեջ միայն կենտրոնական Չինաստանում՝ Հուբեյ և Սիչուան նահանգներում:

7. Goblin Shark.

Mitsukurina սեռը, որին պատկանում է շնաձկների այս տեսակը, առաջին անգամ հայտնի է դարձել բրածոների միջոցով, որոնք թվագրվում են միջին էոցենից (մոտ 49-37 միլիոն տարի առաջ): Այս ցեղի միակ կենդանի տեսակը՝ գոբլինյան շնաձուկը, որն ապրում է Ատլանտյան և Հնդկական օվկիանոսներում, պահպանել է իր հին հարազատների որոշ պարզունակ առանձնահատկություններ և այսօր կենդանի բրածո է։

Հարցեր § 61-ից հետո

1. Ի՞նչ է մակրոէվոլյուցիան: Ի՞նչ ընդհանրություններ ունեն մակրո և միկրոէվոլյուցիան:

Պատասխանել. Մակրոէվոլյուցիան գերտեսակային էվոլյուցիա է, ի տարբերություն միկրոէվոլյուցիայի, որը տեղի է ունենում տեսակի ներսում, նրա պոպուլյացիաների մեջ: Այնուամենայնիվ, այս գործընթացների միջև հիմնարար տարբերություններ չկան, քանի որ մակրոէվոլյուցիոն գործընթացները հիմնված են միկրոէվոլյուցիոն գործընթացների վրա: Մակրոէվոլյուցիայում գործում են նույն գործոնները՝ գոյության պայքարը, բնական ընտրությունը և դրա հետ կապված անհետացումը: Մակրոէվոլյուցիան, ինչպես միկրոէվոլյուցիան, իր բնույթով տարբերվում է:

Մակրոէվոլյուցիան տեղի է ունենում պատմականորեն հսկայական ժամանակաշրջաններում, ուստի այն անհասանելի է ուղղակի ուսումնասիրության համար: Չնայած դրան, գիտությունն ունի բազմաթիվ ապացույցներ, որոնք ցույց են տալիս մակրոէվոլյուցիոն գործընթացների իրականությունը:

2. Մակրոէվոլյուցիայի մասին ի՞նչ վկայություններ են տալիս մեզ պալեոնտոլոգիական տվյալները: Բերե՛ք անցումային ձևերի օրինակներ:

Պատասխանել. Պալեոնտոլոգիան ուսումնասիրում է անհետացած օրգանիզմների բրածո մնացորդները և որոշում դրանց նմանություններն ու տարբերությունները ժամանակակից օրգանիզմների հետ։ Պալեոնտոլոգիական տվյալները թույլ են տալիս մեզ ծանոթանալ անցյալի բուսական և կենդանական աշխարհին, վերակառուցել անհետացած օրգանիզմների տեսքը և բացահայտել բուսական և կենդանական աշխարհի հնագույն և ժամանակակից ներկայացուցիչների միջև կապերը:

Ժամանակի ընթացքում օրգանական աշխարհում տեղի ունեցած փոփոխությունների մասին համոզիչ ապացույցներ են տրվում տարբեր երկրաբանական դարաշրջանների երկրային շերտերի բրածո մնացորդների համեմատությամբ: Այն թույլ է տալիս սահմանել օրգանիզմների տարբեր խմբերի ծագման և զարգացման հաջորդականությունը։ Օրինակ՝ ամենահին շերտերում հայտնաբերվում են անողնաշար կենդանիների տեսակների ներկայացուցիչների մնացորդներ, իսկ ավելի ուշ շերտերում՝ ակորդատների մնացորդներ։ Նույնիսկ ավելի երիտասարդ երկրաբանական շերտերը պարունակում են կենդանիների և բույսերի մնացորդներ, որոնք պատկանում են ժամանակակից տեսակներին:

Պալեոնտոլոգիական տվյալները տալիս են հարուստ նյութ տարբեր համակարգային խմբերի միջև հաջորդական կապերի մասին: Որոշ դեպքերում հնարավոր եղավ հաստատել անցումային ձևեր հնագույն և ժամանակակից օրգանիզմների խմբերի միջև, որոշ դեպքերում՝ հնարավոր եղավ վերականգնել ֆիլոգենետիկ շարքերը, այսինքն՝ տեսակների շարքերը, որոնք հաջորդաբար փոխարինում են մեկը մյուսին։

Հյուսիսային Դվինայի ափերին վայրի ատամնավոր սողունների խումբ է հայտնաբերվել. Նրանք համատեղում էին կաթնասունների և սողունների առանձնահատկությունները։ Կենդանական ատամնավոր սողունները նման են կաթնասուններին՝ գանգի, ողնաշարի և վերջույթների կառուցվածքով, ինչպես նաև ատամները շնիկների, կտրիչների և մոլերի բաժանվածությամբ։

Archeopteryx-ի հայտնաբերումը մեծ հետաքրքրություն է ներկայացնում էվոլյուցիոն տեսանկյունից։ Աղավնի չափ այս կենդանին ուներ թռչնի հատկանիշներ, բայց պահպանել էր նաեւ սողունների հատկանիշները։ Թռչունների նշանները՝ հետևի վերջույթներ թարսով, փետուրների առկայություն, ընդհանուր տեսք։ Սողունների նշանները՝ պոչային ողերի երկար շարք, որովայնի կողիկներ և ատամների առկայություն։ Archeopteryx-ը չէր կարող լավ թռչող լինել, քանի որ նրա կրծքավանդակը (առանց կիլի), կրծքավանդակի և թևերի մկանները թույլ են զարգացած: Ողնաշարը և կողոսկրերը կոշտ կմախքային համակարգ չէին, որը կայուն էր թռիչքի ժամանակ, ինչպես ժամանակակից թռչունների մոտ: Archeopteryx-ը կարելի է համարել անցումային ձև սողունների և թռչունների միջև։ Անցումային ձևերը միաժամանակ համատեղում են ինչպես հին, այնպես էլ ավելի էվոլյուցիոն առումով ավելի երիտասարդ խմբերի առանձնահատկությունները: Մեկ այլ օրինակ է ichthyostegas-ը, որը անցումային ձև է քաղցրահամ ջրերի բլթակավոր ձկների և երկկենցաղների միջև:

3. Ի՞նչ նշանակություն ունի ֆիլոգենետիկ շարքերի վերակառուցումը:

Պատասխանել. Ֆիլոգենետիկ շարք. Կենդանիների և բույսերի մի շարք խմբերի համար պալեոնտոլոգները կարողացան վերստեղծել հնագույնից մինչև ժամանակակից ձևերի շարունակական շարք՝ արտացոլելով դրանց էվոլյուցիոն փոփոխությունները։ Ռուս կենդանաբան Վ.Օ.Կովալևսկին (1842–1883) վերստեղծել է ձիերի ֆիլոգենետիկ շարքը։ Ձիերի մոտ, երբ նրանք անցնում էին արագ և երկար վազքի, նրանց վերջույթների մատների թիվը նվազում էր և միաժամանակ մեծանում կենդանու չափը։ Այս փոփոխությունները հետևանք էին ձիու ապրելակերպի փոփոխության, որն անցավ բացառապես բուսականությամբ սնվելու, որի որոնման համար անհրաժեշտ էր երկար ճանապարհներ անցնել։ Ենթադրվում է, որ այս բոլոր էվոլյուցիոն վերափոխումները տևել են 60–70 միլիոն տարի։

Պալեոնտոլոգիայի, համեմատական ​​անատոմիայի և սաղմնաբանության տվյալների հիման վրա կառուցված ֆիլոգենետիկ շարքերի ուսումնասիրությունը կարևոր է էվոլյուցիայի ընդհանուր տեսության հետագա զարգացման, օրգանիզմների բնական համակարգի կառուցման և էվոլյուցիայի պատկերի վերակառուցման համար։ օրգանիզմների որոշակի համակարգված խումբ։ Ներկայումս ֆիլոգենետիկ շարքեր կառուցելու համար գիտնականներն ավելի ու ավելի են օգտագործում այնպիսի գիտությունների տվյալներ, ինչպիսիք են գենետիկան, կենսաքիմիան, մոլեկուլային կենսաբանությունը, կենսաաշխարհագրությունը, էթոլոգիան և այլն:

Ֆիլոգենետիկ հետազոտության մեթոդները օրգանապես կապված են էվոլյուցիայի փաստերի ուսումնասիրման մեթոդների հետ։ Մինչ այժմ մորֆոլոգիական մեթոդը պետք է համարել ֆիլոգենետիկ հետազոտության հիմնական մեթոդը, քանի որ օրգանիզմի տեսքով փոխակերպումները մնում են ամենաակնհայտ փաստը և թույլ են տալիս մեծ հաջողությամբ հետևել տեսակների փոխակերպման երևույթներին:

Սրանից, իհարկե, չի բխում, որ այլ մեթոդներ կիրառելի չեն ֆիլոգենետիկ հետազոտությունների համար՝ ֆիզիոլոգիական, էկոլոգիական, գենետիկ և այլն։ Օրգանիզմի ձևն ու գործառույթը անքակտելիորեն կապված են։ Ցանկացած օրգանիզմ առաջանում է կոնկրետ շրջակա միջավայրի գործոնների ազդեցության տակ, փոխազդում է նրա հետ, որոշակի կապերի մեջ է այլ օրգանիզմների հետ։ Այնուամենայնիվ, օրգանիզմի ձևը, նրա կառուցվածքը միշտ մնում են այս բոլոր կապերի զգայուն ցուցիչ և ծառայում են որպես ուղղորդող թել ֆիլոգենետիկ հարցերի հետազոտողի համար։ Մորֆոլոգիական հետազոտության մեթոդը առաջատար դիրք է զբաղեցնում ֆիլոգենիայի ուսումնասիրության մեջ, և դրա եզրակացությունները հիմնականում հաստատվել են այլ մեթոդներով փորձարկվելիս: Մորֆոլոգիական մեթոդի մեծ առավելությունը հետազոտության համեմատական ​​մեթոդի հետ համակցման առկայությունն է, առանց որի անհնար է բացահայտել կենդանի համակարգերի վերափոխման բուն փաստը։ Մորֆոլոգիական մեթոդի վավերականությունը մեծապես մեծանում է նրանով, որ այն էապես խորապես ինքնաքննադատական ​​է, քանի որ այն կարող է կիրառվել տարբեր ուղղություններով:

Եթե ​​մենք ունենք մեծ պալեոնտոլոգիական նյութ (օրինակ՝ ձիու էվոլյուցիան), ապա կարող ենք համեմատական ​​ձևաբանական մեթոդը կիրառել նախնիների և ժառանգների հաջորդական շարքերի նկատմամբ և այդպիսով բացահայտել տվյալ խմբի էվոլյուցիայի ուղղություններն ու մեթոդները։ Նկարը պատկերացում է տալիս ձիու նախնիների նկատմամբ կիրառվող համեմատական ​​մորֆոլոգիական մեթոդի էության մասին: Կողային մատների հաջորդական կրճատումը և միջին (III) մատի զարգացումը ցույց են տալիս «ձիու շարքի» էվոլյուցիոն զարգացման ուղղությունը:

Ջերբոասների վերջույթների համեմատությունը մատների նվազող քանակով և աճող մասնագիտացումով: 1 - փոքր jerboa Allactaga elator, 2 - Salpingotas Koslovi, 3 - թփոտ ոտքերով Dipus sagitta: I-V - մատներ առաջինից հինգերորդ (ըստ Վինոգրադովի)

Ավելին, պալեոնտոլոգիական տվյալները ներդաշնակ են ժամանակակից ձևերի համեմատական ​​անատոմիական ուսումնասիրություններին: Նկարը համեմատում է երեք ձևերի վերջույթները մատների նվազող քանակի հետ։ Չնայած սա ֆիլոգենետիկ շարք չէ, սակայն տպավորություն է ստեղծվում, որ բոլոր երեք վերջույթները զարգացման տարբեր փուլեր հասած նմանատիպ գործընթացների դրսևորման արդյունք են։ Ուստի, համեմատական ​​ձևաբանական մեթոդը ժամանակակից ձևերի առնչությամբ, անկախ պալեոնտոլոգիայից, հավանական է դարձնում, որ, օրինակ, մի մատով ոտքը պետք է զարգանար բազմաթիթեղից։ Երբ այս եզրակացությունները գումարվում են համեմատական ​​սաղմնաբանության փաստերին, ցույց տալով, որ, օրինակ, ձիու սաղմի մեջ ձևավորվում են կողային մատներ, այնուհետև դրանք աստիճանաբար կրճատվում են, ապա մեր եզրակացությունը մի մատ ձիու ծագման մասին շատերից. - մատների նախնին էլ ավելի հավանական է դառնում:

Այս տվյալների համընկնումը ցույց է տալիս, որ պալեոնտոլոգիայի, չափահաս ձևերի համեմատական ​​անատոմիայի և համեմատական ​​սաղմնաբանության փաստերը փոխադարձաբար վերահսկում և լրացնում են միմյանց՝ իրենց ամբողջության մեջ կազմելով ֆիլոգենետիկ հետազոտության սինթետիկ եռակի մեթոդ, որը առաջարկել է Հեկկելը (1899 թ.) և որը չի կորցրել իր նշանակությունն այսօր։ Ընդունված է, որ պալեոնտոլոգիայի, համեմատական ​​անատոմիայի և սաղմնաբանության տվյալների համընկնումը որոշ չափով ծառայում է որպես ֆիլոգենետիկ կոնստրուկցիաների ճիշտության ապացույց։

Սրանք ֆիլոգենետիկ հետազոտության ամենաընդհանուր սկզբունքներն են:

Այժմ դիտարկենք ֆիլոգենետիկ հետազոտության միասնական մեթոդի համառոտ նկարագրված տարրերը:

Պալեոնտոլոգիական տվյալները առավել համոզիչ են. Սակայն նրանք ունեն մի մեծ թերություն, այն է՝ պալեոնտոլոգը զբաղվում է միայն մորֆոլոգիական բնութագրերով և առավել եւս՝ թերիներով։ Օրգանիզմը որպես ամբողջություն դուրս է պալեոնտոլոգիական հետազոտության շրջանակներից։ Հաշվի առնելով այս հանգամանքը, պալեոնտոլոգի համար հատկապես կարևոր է հաշվի առնել այն կենդանիների բոլոր առկա նշանները, որոնց մնացորդների հետ նա գործ ունի: Հակառակ դեպքում, նրա ֆիլոգենետիկ եզրակացությունները կարող են սխալ լինել:

Ենթադրենք, որ A, B, C, D, E, E ձևերը փոխարինում են միմյանց հաջորդական երկրաբանական հորիզոններում, և որ պալեոնտոլոգը հնարավորություն ունի դիտարկելու դրանց բնութագրերի որոշակի գումար՝ a, b, c և այլն: Հետագայում ենթադրենք, որ A ձևն ունի a 1, b 1, c 1 բնութագրերը, իսկ B, C, D, ... ձևերում այս բնութագրերը փոխվում են (համապատասխանաբար a 2, b 2, c 2 .. a 3, b. 3, գ 3 ... և այլն: ..): Այնուհետև ժամանակի ընթացքում մենք ստանում ենք տվյալների հետևյալ շարքը

Այս պլանշետը համապատասխանում է, օրինակ, ձիերի նախնիների «շարքին», որտեղ Եոպիպուսից մինչև ձի մենք ունենք մի շարք բնութագրերի զարգացման հաջորդականություն: Աղյուսակը ցույց է տալիս բոլոր առաջատար բնութագրերի հաջորդական զարգացումը: Յուրաքանչյուր հաջորդ նշան (օրինակ, 4) ստացվում է յուրաքանչյուր նախորդից (օրինակ, 3-ը): Նման դեպքերում հավանական է դառնում, որ ձևավորվում է A, B, C, D, E, E շարքը ֆիլոգենետիկ շարք, այսինքն՝ մի շարք նախնիներ և նրանց հետնորդները։ Սա eohippus-ից մինչև ձի և մի քանի այլ շարք է:

Հիմա ենթադրենք, որ գործ ունենք հետևյալ տվյալների հետ.

այսինքն՝ նշում ենք մի շարք ձևեր, որոնք ժամանակի ընթացքում հաջորդաբար փոխարինում են միմյանց, և ըստ (բ) նշաններից մեկի հաջորդական զարգացման պատկեր ենք ստանում b 1-ից մինչև b 5։ Այնուամենայնիվ, մեր շարքը ֆիլոգենետիկ շարք չէ, քանի որ, օրինակ, a և b կերպարների նկատմամբ մենք հետևողական մասնագիտացում չենք պահպանում։ Օրինակ՝ A տեսակն ունի A բանաձև (a 1, b 1, b 1), բայց B տեսակն ակնհայտորեն նրա անմիջական հետնորդը չէ, քանի որ ունի B բանաձև (a 4, b 2, b 2) և այլն: Ակնհայտ է, որ այստեղ գործ ունենք ֆիլոգենետիկ ծառի հաջորդական «բեկորների» հետ, որոնցից շատ ճյուղեր չեն հայտնաբերվել։ Հետևաբար, A, B, C, D, D, E շարքը իրականում հավասար է A, B 1, C 2, D 3, D 1: Այս շարքը կոչվում է աստիճանավոր: Նրա և ֆիլոգենետիկ շարքի միջև եղած տարբերությունները բացատրելու համար մենք կօգտագործենք նկար, որը ցույց է տալիս ձիու էվոլյուցիան: Այստեղ ֆիլոգենետիկ կլինեն հետևյալ շարքերը՝ էօհիպուս, օրոհիպուս, մեզոհիպուս, պարահիպուս, մերիգիպուս, պլիոհիպուս, պլսիպուս, ձի։ Օրինակ, ձևերի հետևյալ շարքը պետք է աստիճանավորվի՝ հիրակոտերիում, էպիհիպուս, միոհիպուս, անխիտերիում, հիպարիոն, հիպիդիում, ձի։ Սրանք բոլորը ոչ թե նախնիներ ու հետնորդներ են, այլ ֆիլոգենետիկ ծառի հաջորդական, բայց ցրված կողային ճյուղեր։

Ինչպես տեսնում եք, աստիճանավոր շարքը աշխատանքային մեծ նշանակություն ունի, քանի որ դրա հիման վրա կարելի է եզրակացնել, որ ձին սերում է պոլիդակտիլ նախնուց։

Վերջապես, դուք կարող եք հանդիպել հարմարվողական միջակայք, ցույց տալով ցանկացած հարմարվողականության զարգացումը: Նման շարքը կարող է լինել ֆիլոգենետիկ շարքի մաս, օրինակ՝ ձիու ոտքի հարմարեցումը վազքին, բայց հաճախ դա այդպես չէ, և հարմարվողական շարք կարելի է ստեղծել նույնիսկ ժամանակակից ձևերի հաշվին, որոնք չեն ձևավորվում։ ընդհանրապես ֆիլոգենետիկ շարք: Ինչպես տեսնում ենք, պալեոնտոլոգը մեծ դժվարությունների է հանդիպում։ Նրա նյութը հատվածական է ու թերի։

Այնուամենայնիվ, պալեոնտոլոգիական տվյալների անավարտության համար որոշակի փոխհատուցում է շրջակա միջավայրի տվյալները պալեոնտոլոգիայի վրա տարածելու հնարավորությունը: Օրգանի որոշակի ձևը (ոտքի կառուցվածքը, ատամնաբուժական ապարատի կառուցվածքը և այլն) թույլ է տալիս եզրակացություններ անել անհետացած կենդանիների ապրելակերպի և նույնիսկ սննդի բաղադրության մասին։ Սա հնարավորություն է տալիս վերակառուցել նրանց էկոլոգիական հարաբերությունները։ Գիտելիքների համապատասխան ոլորտը, որը հաստատվել է Վ. Օ. Կովալևսկու աշխատություններում, կոչվում էր պալեոբիոլոգիա (Աբել, 1912): Այն լրացնում է անհետացած կենդանիների մասին պալեոնտոլոգի պատկերացումների մասնատումը: Ինչ վերաբերում է կմախքից զուրկ ձևերին, ապա պալեոնտոլոգիան տալիս է միայն չնչին նյութ ֆիլոգենետիկայի վերաբերյալ, և այս դեպքերում առաջին տեղում է համեմատական ​​մորֆոլոգիան՝ երկրաբանական արդիականության հասուն և սաղմնային ձևերի հոմոլոգ կառուցվածքների համեմատական ​​ուսումնասիրության մեթոդով: Պալեոնտոլոգիական տվյալների բացակայությունը շատ ավելի դժվար է դարձնում ֆիլոգենետիկ եզրակացություններ անելը: Հետևաբար, մեր ֆիլոգենետիկ կոնստրուկցիաները առավել հուսալի են այն ձևերի նկատմամբ, որոնց համար հայտնի է պալեոնտոլոգիական նյութը։

Այնուամենայնիվ, նույնիսկ պալեոնտոլոգիական տվյալների բացակայության դեպքում հետազոտողն անզեն չի մնում։ Այս դեպքում նա օգտագործում է մեկ այլ մեթոդ, այն է՝ օնտոգենետիկ զարգացման փուլերի ուսումնասիրությունը։

Եթե ​​սխալ եք գտնում, խնդրում ենք ընդգծել տեքստի մի հատվածը և սեղմել Ctrl+Enter.

Այս ֆիզիկական փոփոխությունները տեղի են ունեցել միաժամանակ բնակչության խտության և սոցիալական կառուցվածքի հիմնական փոփոխությունների հետ: Փորձագետները դրանք անվանում են «էվոլյուցիոն նորամուծություն, նոր սեփականություն, որը բացակայում էր նախնիների բնակչության մեջ և զարգացավ այս մողեսների էվոլյուցիայի ընթացքում»։

Ֆիլոգենեզ (հունարեն «ֆիլոնից»՝ սեռ, ցեղ և «ծագում»), օրգանիզմների պատմական զարգացում, ի տարբերություն օնտոգենեզի՝ օրգանիզմների անհատական ​​զարգացում։ Ֆիլոգենիան՝ էվոլյուցիան անցյալում, չի կարող ուղղակիորեն դիտարկվել, և ֆիլոգենետիկ վերակառուցումները չեն կարող փորձարարական փորձարկվել։

Օրինակ՝ դեռ 1844 թվականին հայտնաբերվել են մի քանի քարացած ատամներ, որոնք կոչվում են կոնոդոնտներ։ Ծնոտները, ի տարբերություն բոլոր ժամանակակից թռչունների, ունեին սողունների նման ատամներ։ Երկրորդ դժվարությունն այն է, որ տեխնիկապես անհնար է ամբողջությամբ ուսումնասիրել նույնիսկ միաբջիջ օրգանիզմի կազմակերպվածությունը։ Ե՛վ ամենապրիմիտիվ քառոտանիները, և՛ թոքային ձկներն ունեն թոքեր և եռախցիկ սիրտ՝ բաղկացած երկու նախասրտերից և մեկ փորոքից։

Նա նաև ձևակերպեց «եռակի զուգահեռության մեթոդը»՝ ֆիլոգենետիկ վերակառուցման հիմնական մեթոդը, որը մինչ այժմ օգտագործվում է փոփոխված և ընդլայնված ձևով։ Արդյունքում, թոքերի զարկերակային արյունը և մարմնի մնացած մասերից երակային արյունը խառնվում են, թեև ոչ այնքան, որքան երկկենցաղներում:

Զուգահեռությունները և դրանց էվոլյուցիոն նշանակությունը

Ստորին ողնաշարավորների էվոլյուցիայի այս ճյուղը առաջացել է Քեմբրիական շրջանի վերջում և բրածո տեսքով հայտնի չէ Դևոնյան շրջանի վերջից։ Փաստն այն է, որ բրածո ծնոտ չունեցող կենդանիների մոտ կալցիֆիկացված են եղել մաղձի խոռոչները, ուղեղի խոռոչը, բազմաթիվ խոշոր արյունատար անոթների և այլ ներքին օրգանների պատերը։ Այս դեպքում գործում է միայն համեմատական ​​անատոմիան և, շատ անհրաժեշտ չափով, սաղմնաբանությունը։ Համակարգչային տեխնոլոգիաների լայն կիրառումը հեշտացրել է նման վերլուծությունը, և կլադոգրամները (հունարեն «klados»-ից՝ ճյուղ) սկսել են հայտնվել ֆիլոգենետիկ հրապարակումների մեծ մասում։

Նուկլեինաթթուների և այլ մակրոմոլեկուլների կառուցվածքի ուսումնասիրությունն այժմ դարձել է եռակի զուգահեռության մեթոդի կարևոր լրացումներից մեկը։ Սա կարող էր սխալ ընկալվել, եթե 1983 թվականին Մ.Ֆ. Իվախնենկոն պալեոնտոլոգիական նյութի միջոցով չապացուցեր, որ կրիաները առաջացել են երկկենցաղներից՝ անկախ մնացած բոլոր սողուններից:

Պարզաբանումն արտահայտվում է նրանով, որ վերակառուցումները գնալով ավելի մանրամասն են դառնում։ Եթե ​​մեզ շրջապատող աշխարհում ինչ-որ անհայտ բան կա, ապա գիտության խնդիրն է ուսումնասիրել ու բացատրել այդ անհայտը՝ անկախ ուսումնասիրության առարկայի տեսական ու գործնական նշանակությունից։ Բացի այդ, ֆիլոգենետիկ վերակառուցումները հիմք են, որոնց վրա պարզաբանվում են էվոլյուցիայի օրինաչափությունները:

Կան էվոլյուցիայի շատ այլ օրինաչափություններ, որոնք հայտնաբերվել են ֆիլոգենետիկ ուսումնասիրությունների միջոցով: Էվոլյուցիոն գործընթացները դիտվում են ինչպես բնական, այնպես էլ լաբորատոր պայմաններում։ Ներտեսակային մակարդակում էվոլյուցիայի փաստն ապացուցվել է փորձարարական եղանակով, իսկ տեսակավորման գործընթացները ուղղակիորեն դիտվել են բնության մեջ։

Էվոլյուցիայի ապացույց

Այնուամենայնիվ, ինչ-որ տեղ 31 հազար և 32 հազար սերունդների միջև տեղի են ունեցել կտրուկ փոփոխություններ պոպուլյացիաներից մեկում, որոնք չեն նկատվել մյուսների մոտ: 36 տարի (էվոլյուցիայի համար չափազանց կարճ ժամանակահատված) փոխվել է գլխի չափն ու ձևը, մեծացել է կծելու ուժը և նոր կառուցվածքներ են ձևավորվել մարսողական տրակտում:

Բացի այդ, նոր պոպուլյացիայի աղիքները պարունակում են նեմատոդներ, որոնք բացակայում էին սկզբնական պոպուլյացիայի մեջ: Մասնավորապես, ցեց Cydia pomonella-ի դեմ պայքարելու համար (որի թրթուրները հենց «որդերն» են ճիճու խնձորների մեջ) ակտիվորեն օգտագործվում է Cydia pomonella granurovirus:

Ժամանակակից տեսակների դիտարկումները ցույց են տալիս, որ գոյություն ունեցող պոպուլյացիաներում տեսակավորումը շարունակաբար տեղի է ունենում: Բազմաթիվ օրինակներ կան, թե ինչպես կարող են տարբեր տեսակներ խառնվել բացառիկ պայմաններում։ Կախված լեռների շրջակա միջավայրից՝ սալամանդերները ձևավորում են տարբեր ձևեր՝ աստիճանաբար փոխելով իրենց մորֆոլոգիական և էկոլոգիական բնութագրերը։

Դատելով բրածոների տվյալներից և մուտացիաների արագության չափումներից՝ գենոմների լիակատար անհամատեղելիությունը՝ անհնարին դարձնելով խաչասերումը, բնության մեջ ձեռք է բերվում միջինը 3 միլիոն տարում։ Սա նշանակում է, որ բնական պայմաններում նոր տեսակի ձևավորման դիտարկումը սկզբունքորեն հնարավոր է, բայց սա հազվադեպ դեպք է։ Միևնույն ժամանակ, լաբորատոր պայմաններում էվոլյուցիոն փոփոխության տեմպերը կարող են աճել, ուստի հիմքեր կան լաբորատոր կենդանիների տեսակավորում տեսնելու հույս ունենալու համար:

Խնձորի ցեց Rhagoletis pomonella-ն դիտվող սիմպատրիկ տեսակավորման օրինակ է (այսինքն՝ էկոլոգիական խորշերի բաժանման արդյունքում տեսակավորում): Պրակտիկան ցույց է տալիս, որ տարբեր բնութագրերի հիման վրա կառուցված կենսաբանական դասակարգումները հակված են միևնույն ծառի նման հիերարխիկ սխեմայի՝ բնական դասակարգմանը:

Սա հենց այն արդյունքն է, որը կարելի է ակնկալել կենդանիների էվոլյուցիոն ծագման հետ մեկ ընդհանուր նախահայրից: Ֆիլոգենետիկ ծառի ճյուղավորումը համապատասխանում է տեսակավորման գործընթացում պոպուլյացիաների բաժանմանը։ Որպես կանոն, այն առարկաները, որոնք չեն առաջացել էվոլյուցիայի ընթացքում, չունեն այդ հատկությունը։ Դուք կարող եք միավորել այս օբյեկտները տարբեր հիերարխիաների մեջ, եթե ցանկանում եք, բայց չկա մեկ օբյեկտիվ հիերարխիա, որը հիմնովին ավելի լավն է, քան մյուսները:

Տերմինն առաջարկել է գերմանացի էվոլյուցիոնիստ Է.Հեկելը 1866 թվականին։ Հետագայում «ֆիլոգենիա» տերմինը ստացավ ավելի լայն մեկնաբանություն. նրան վերագրվեց էվոլյուցիոն գործընթացի պատմության իմաստը: Կարելի է խոսել առանձին կերպարների՝ օրգանների, հյուսվածքների, կենսաքիմիական պրոցեսների, կենսաբանական մոլեկուլների կառուցվածքի և ցանկացած աստիճանի տաքսոնների ֆիլոգենիայի մասին՝ տեսակներից մինչև գերթագավորություններ։ Ֆիլոգենետիկ հետազոտության նպատակն է վերակառուցել ուսումնասիրվող կառույցների և տաքսոնների ծագումն ու հաջորդական էվոլյուցիոն փոխակերպումները:

Պալեոնտոլոգիական տվյալները, ինչպես արդեն նշվեց, ժամանակային սանդղակ են ներմուծում այս վերակառուցումների մեջ և լրացնում այն ​​անհետացած ձևերով, այսինքն՝ դրանք դարձնում են շարքը ավելի մանրամասն և դրանով իսկ ավելի հուսալի: