О чем свидетельствуют палеонтологические находки
49. Доказательства эволюции животных
Вопрос 1. Находили ли вы в вашей местности ископаемые останки животных?
Ископаемые останки животных с большей вероятностью можно найти в местностях, где на поверхность выходят известковые отложения (в них часто встречаются раковины ископаемых простейших и моллюсков), слои каменного угля (в них встречаются отпечатки древних растений и животных) или ведутся специальные палеонтологические раскопки.
Вопрос 2. Почему нельзя утверждать, что палеонтологические находки опровергают эволюцию?
Напротив, палеонтологические находки показывают, что животный мир с течением времени постоянно изменялся, позволяют установить родство современных животных с вымершими по находкам промежуточных форм и проследить основные вехи эволюции животных.
Вопрос 3. Каковы, на ваш взгляд, причины вымирания динозавров?
Палеонтологические данные говорят о том, что около 100 млн лет назад на планете началось резкое похолодание, которое не смогли пережить динозавры, бывшие в основном холоднокровными животными.
Вопрос 4. О чем свидетельствует наличие оплодотворенной яйцеклетки у всех животных, размножающихся половым путем?
Наличие оплодотворенной яйцеклетки свидетельствует о произошедшем зарождении нового организма.
Вопрос 5. В чем основные различия палеонтологических и сравнительно-анатомических доказательств эволюции животных?
Палеонтологические доказательства эволюции животных — это результат сравнения животных, живших в различные эпохи. А сравнительно-анатомические доказательства — результат сравнения животных, например из различных классов позвоночных между собой.
Вопрос 6. Почему крылья птицы и ласты кита считают гомологичными органами?
Гомологичными считают органы, имеющие общее происхождение. И крылья птицы, и ласты кита являются видоизменениями верхних конечностей.
Вопрос 7. Чем различаются рудиментарные органы и атавизмы; что у них общего?
Органы, утратившие свою функцию в результате их длительного неприменения, называют рудиментарными. А случаи проявления признаков предков у современных особей называются атавизмами. Общность рудиментов и атавизмов заключается в потере их исходного функционального предназначения.
Палеонтологические доказательства эволюции
Главными палеонтологическими доказательствами эволюции считаются:
1) ископаемые остатки существ и растений, а также их отпечатки;
2) переходные формы;
3) филогенетические ряды.
Если с окаменевшими остатками и отпечатками (а также с редкими находками целых организмов, например, мамонтов, вмерзших в лед) все достаточно понятно, то переходные формы и филогенетические ряды следует рассмотреть подробнее.
Переходными формами называют такие группы организмов, которые имеют одновременно признаки более древнего и более современного вида.
1. Псилофиты (риниофиты) — промежуточная форма между водорослями и папоротникообразными.
2. Семенные папоротники — между голосеменными и папоротниками.
3. Ихтиостега — между пресноводными земноводными и кистеперыми рыбами.
4. Сеймурия — между земноводными и рептилиями.
5. Группа зверозубых ящеров — переходная форма от рептилий к млекопитающим (найдена в районе бассейна Северной Двины). Эти ящеры имеют значительное сходство с млекопитающими в строении черепа, позвоночника, конечностей, их зубы делятся на клыки, резцы и коренные.
6. Археоптерикс — совмещает признаки птиц и рептилий. Его нередко до сих пор называют переходной формой, и даже в тестах ЕГЭ требуется выбирать именно археоптерикса.
7. Однако, по мнению многих специалистов, переходной формой между рептилиями и птицами является протоавис. Он имел киль и поэтому летал. Для него характерны полые кости.
Признаки птиц у археоптерикса:
1) задние конечности с цевкой;
Признаки пресмыкающихся у археоптерикса:
1) длинный ряд хвостовых позвонков;
4) грудная кость без киля, слабо развитые грудные мышцы и мышцы крыльев.
Филогенетическими рядами называются ряды видов, последовательно сменяющихся от одного к другому в процессе эволюции. Например, «отец» эволюционной палеонтологии В.О. Ковалевский в своих научных трудах первым воссоздал филогенетический ряд лошади.
1. Из-за быстрого бега на длинные расстояния в высоком темпе у лошадей удлинялись конечности, уменьшалось число пальцев на них, постепенно формировалось роговое копыто.
2. Значительно увеличивались размеры животных (изначально предки лошадей предположительно были не больше лисы).
3. Указанные изменения были связаны с тем, что лошади поменяли ареал обитания — из тропических лесов, где жили их самые древние предки, лошади переместились в степи и вынуждены были пробегать длинные дистанции в поисках пищи.
4. Кроме перечисленных признаков для лошадей в процессе эволюции были характерны постепенный переход к стадному образу жизни, череп стал более крупным, челюсти массивными. Произошли изменения в строении зубов (выросли их размеры и поверхность). Увеличилась длина кишечника.
Вопрос в ЕГЭ по биологии, относящиеся к данной теме. Что представляет собой ряд предков современной лошади? Укажите не менее трех изменений в конечности лошади, произошедших в ходе эволюции.
1. Последовательный ряд предков — филогенетический ряд лошади.
2. В процессе эволюции у лошадей постепенно уменьшалось количество пальцев.
3. Удлинились конечности лошади, сформировалось роговое копыто.
На сегодняшний день выделяют три основных эмбриологических доказательства эволюции: закон зародышевого сходства, биогенетический закон, развитие всех организмов из одной клетки — зиготы. В ЕГЭ по биологии был вопрос, где надо было пояснить эти три доказательства.
Доказательства эволюции палеонтологические: примеры
Сегодня можно спорить о гипотезах зарождения или возникновения жизни на нашей планете. Вы можете быть сторонником теории панспермии, креационизма или абиогенного зарождения жизни, но невозможно отрицать доказательства эволюции. Палеонтологические находки наглядно свидетельствуют о свойстве, присущем всему живому на Земле. Свойству, обеспечившему постоянство и непрерывность жизни. Свойству изменяться и приспосабливаться, оставляя палеонтологические доказательства эволюции.
Немного теории
Напомним, эволюцией называют в биологии процесс непрерывного развития всего живого на протяжении длительного периода времени. Палеонтология как наука занимается изучением останков животных и растений, которые оставили свой след или сохранились в различных слоях земной коры. Сравнение с существующими формами, установление филогенетических связей считается палеонтологическими доказательствами эволюции.
Немного о методах и принципах
Для понимания специфики работы палеонтолога и эволюциониста необходимы основные инструменты (понятия и методы). При анализе ископаемых объектов необходимо выяснить, что из перечисленного считается палеонтологическими доказательствами эволюции. В работе ученые опираются на такие основные методы изучения, как:
Переходные формы
Промежуточные звенья, переходные формы всегда были объектом поиска палеонтологов. С момента опубликования Чарльзом Дарвином своего революционного труда «Происхождение видов» (1859 год) поиск промежуточных организмов занял умы палеонтологов. С точки зрения эволюционистов, зная строение, например, птиц и рептилий, их филогенетические (место на дереве жизни) особенности, можно предположить наличие в цепочке эволюции переходной формы. Наглядно и ярко переходные формы смотрятся при переходе из одного крупного таксона (например, класса) в другой. И действительно, вскоре была обнаружена палеонтологическая находка, подтвердившая предположения эволюционистов.
Археоптерикс
Сегодня известно около 10 палеонтологических окаменелостей, но первая была найдена в 1860 году возле Риденбурга в породах, которым 150 миллионов лет. Существо, среднее между рептилией и птицей, размером с голубя и с клювом с остаточными коническими зубами. От рептилий у него когти, зубы и костяной хвост. От птиц – перья и особенности скелета (вилочковая кость и реберные отростки).
Хрестоматия переходных форм
Хрестоматия палеонтологических находок переходных форм как крупных таксонов, так и небольших, разнообразна и постоянно пополняется. Именно эти находки позволяют составить более подробную историю развития жизни на нашей планете. Уже найдены и описаны «промежуточные звенья» между рыбами и четвероногими, земноводными и рептилиями, рептилиями и птицами, рептилиями и млекопитающими. Приведем лишь некоторые палеонтологические доказательства эволюции, примеры которых наиболее яркие.
Довольно много находок мелового и юрского периодов показывают направленность эволюционирования динозавров «в птичьем направлении».
«Плицединозаврик», найденный в 2009 году в провинции Ляонин (Китай). Он жил раньше археоптерикса и назван Anchiornis huxleyi. У него имеются крупные контурные перья на обеих парах конечностей.
Мохнатый динозавр (Apsaravis), размером с крупную собаку, имел протоперья – нитевидные образования, похожие на волосы.
Палеонтологические находки показали, что среди многообразия динозавров было больше оперенных форм, чем считалось.
Как рыбы начали ходить
В 2004 году было сделано палеонтологическое открытие, которое стало настоящей сенсацией. В Канадской части Арктики, на острове Эллземер, были найдены окаменелости рыбы с плоской головой и жабрами, шеей и сухопутными костями в плавниках. Жила эта рыба, названная тиктаалик (Tiktaalik roseae), 375 миллионов лет назад. Вероятно, именно это и есть предок всех сухопутных животных планеты. Революционным стало и наличие у тиктаалика развитых задних конечностей. Это дает новую пищу для эволюционистов. Так как ранее считалось, что задние конечности развивались уже при сухопутной жизни.
Периодонты как первые млекопитающие
Периодонты – это переходная форма от рептилий к млекопитающим. Жила эта группа рептилий 240 миллионов лет назад. Палеонтологических окаменелостей найдено огромное количество. У этой группы рептилий появляются зачатки теплокровности и изменения зубной формулы. Изначально продукт потовых желез использовался скорее для выпаивания детенышей, только позднее они получили специализацию как молочные.
Следующим звеном в цепочке стали зверозубые ящеры, на смену которым в конце мезозойской эры пришли две самостоятельные ветки эволюции – сумчатые (Metatheria) и плацентарные (Eutheria).
Эволюция лошадей
Филогенетические предки, сменяющие друг друга как переходные формы в формировании современных лошадей, изучены максимально полно и иллюстрируют доказательства эволюции. Палеонтологические предки лошадиных были размером с небольшую собаку и жили приблизительно 54 миллиона лет назад. Это был гиракотерий (Hyracotherium или Eohippus). У него было четыре вертикальных пальца и крупные резцы.
Постепенно увеличивались размеры животных, удлинялись ноги и шея, менялось количество пальцев, изменялась зубная система.
Выпавшие «переходные звенья»
В некоторых случаях предсказанная эволюционистами переходная форма не была найдена. И это, без сомнения, дает повод антиэволюционистам поднимать вопросы о фальсификации теории эволюции. Ярким примером служит не найденная переходная форма от шимпанзе к человеку, не обнаружены предки целого класса ресничных червей (3500 существующих видов).
Подтверждением теории эволюции все-таки служит тот факт, что все доказательства эволюции, палеонтологические находки окаменелостей (а их известно более 250 тысяч описанных видов) вкладываются в филогенетический эволюционный ряд, а не выпадают из него. Каждая находка – это тестовая проверка для эволюции, и пока эта проверка была успешной.
Сторонники и противники теории эволюции живого на планете существовали ранее, имеют приверженцев в сегодняшней науке и будут отстаивать свою точку зрения в будущем. Теория эволюции на то и теория, что она объясняет существующие факты и предсказывает появление новых, еще не открытых или должных появиться. Наука находит новые механизмы познания окружающего мира человечеством. И пока мы мыслим – мы существуем! Мы ищем истину всеми доступными средствами.
Эмбриологические, палеонтологические и морфологические доказательства эволюции органического мира
Вопрос 1. Докажите существование эволюции с точки зрения эмбриологии.
Эмбриологические доказательства. У всех позвоночных животных наблюдается значительное сходство зародышей на ранних стадиях развития: форма тела, зачатки жабр, хвост, один круг кровообращения и т.д. (закон зародышевого сходства К. Бэра). Однако по мере развития сходство между зародышами различных систематических групп постепенно стирается, и начинают преобладать черты, свойственные их классам, семействам, родам, и, наконец, видам. Биогенетический закон Геккеля-Мюллера гласит: онтогенез есть краткое и быстрое повторение филогенеза, то есть зародыш в индивидуальном развитии повторяет историю развития своего вида.
Таким образом, все хордовые животные произошли от единых предков.
Вопрос 2. Расскажите о палеонтологических доказательствах эволюционного процесса.
Палеонтологические доказательства. К таким доказательствам относятся найденные остатки вымерших переходных форм, позволяющих проследить путь от одной группы живых существ к другой. Например, обнаружение трехпалого и пятипалого предков современной лошади, имеющей один палец, доказывает, что у предков лошади было пять пальцев на каждой конечности. Обнаружение ископаемых останков археоптерикса позволило сделать вывод о существовании переходных форм между пресмыкающимися и птицами. Нахождение остатков вымерших цветковых папоротников позволяет решить вопрос об эволюции современных покрытосеменных и т.п. На основании палеоантологических находок были выстроены филогенетические ряды, то есть ряды видов, последовательно сменяющих друг друга в процессе эволюции.
Вопрос 3. Какие органы называют гомологичными, какие — аналогичными?
Гомологичные органы формируются в процессе эмбрионального развития из одних и тех же зачатков и выполняют сходные функции. Примером гомологичных органов являются конечности всех наземных позвоночных.
Аналогичные органы имеют разное происхождение и строение, но характеризуются внешним сходством и выполняют одинаковые функции. В качестве примера можно привести конечности собаки и конечности муравья, крыло бабочки и крыло летучей мыши.
Вопрос 4. Приведите примеры сходства строения органов у неродственных групп животных, обитающих в одинаковых условиях.
Примером может являться развитие крыльев у организмов, освоивших воздушную среду обитания. Крылья бабочек и стрекоз не родственны крыльям птиц и летучих мышей, хотя и выполняют те же функции. Другие примеры: хвостовые плавники акулы, дельфина и ихтиозавра; «стреляющие» языки лягушки и хамелеона; глаз осьминога и глаз человека.
Вопрос 5. В чем причина появления рудиментов и атавизмов? Почему они служат доказательствами процесса эволюции?
Рудименты — это органы, утратившие в процессе эволюции свое значение. Они закладываются во время эмбриогенеза, но полностью не развиваются. Причиной наличия рудиментов является то, что у предковых форм была необходимость в соответствующих органах, однако затем она исчезла, и органы подверглись дегенерации. Наличие рудиментов — доказательство процесса эволюции, как изменения строения органов при изменении условий окружающей среды. Примерами рудиментов являются третье веко и ушные мышцы человека, остатки тазового пояса у змей и китообразных, «глаза» пещерных и подземных животных.
Атавизмы — это появляющиеся у отдельных особей признаки, характерные для предковых форм, но утраченные в процессе эволюции. Причиной возникновения атавизмов является активация обычно заблокированных генов, ответственных за развитие таких признаков. В норме эти гены, доставшиеся организму от предков, не проявляются. Например, у современной лошади может развиться трехпалая конечность вместо однопалой. Атавизмы встречаются и у человека, например дополнительная пара молочных желез, хвост, волосяной покров на лице.
Доказательства эволюции
Пути эволюции
В своих работах советский ученый Северцов А.Н. выделил понятия биологического прогресса и регресса.
Ароморфоз представляет собой прогрессивное эволюционное преобразование, повышающее уровень организации организмов. В результате ароморфоза становится возможным освоение новых, ранее недоступных для жизни, территорий. К примеру, теплокровность птиц позволила им заселить места с холодным климатом.
Идиоадаптация подразумевает незначительные, частные изменения в строении и функциях организма, которые помогают приспособиться к условиям среды обитания. Идиоадаптации существенно не повышают уровень организации.
Общей дегенерацией называют упрощение организации, которое заключается в утрате отдельных органов и систем органов. У многих этот пункт вызывает внутреннее противоречие: как общая дегенерация может относиться к биологическому прогрессу?
У многих паразитов отсутствуют различные органы, к примеру, у ленточных червей нет пищеварительной системы. А зачем она им, когда пища в кишке, где они обитают, уже переварена и расщеплена организмом хозяина?
Биологический регресс характеризуется признаками, противоположными биологическому прогрессу:
Главная причина биологического регресса в том, что скорость эволюции вида отстает от скорости изменения внешней среды, эволюции других видов: это несоответствие снижает приспособленность организмов. Часто деятельность человека молниеносно меняет окружающую среду: далеко не все виды могут приспособиться к этому, происходит вымирание.
Сравнительно-анатомические доказательства эволюции
В строении нынешних животных можно найти признаки древних предковых форм, которые также свидетельствуют об эволюции. Сейчас мы обсудим рудименты и атавизмы.
У человека к рудиментарным органам относятся: зубы мудрости, копчик, ушные мышцы, аппендикс (червеобразный отросток), третье веко (эпикантус).
У человека атавизмами могут являться хвост, волосатое тело, добавочные молочные железы, незаращение межпредсердной перегородки.
Переходные формы
Такими формами являются, к примеру, утконос и ехидна из класса млекопитающих. При многих признаках млекопитающих, они откладывают яйца, тем самым подтверждают родство млекопитающих с пресмыкающимися.
Эмбриологические доказательства
Немецкие ученые Ф. Мюллер и Э. Геккель во второй половине XIX века сформулировали биогенетический закон, гласящий, что онтогенез (индивидуальное развитие) каждой особи есть краткое и быстрое повторение филогенеза (исторического развития вида).
Биогенетический закон Мюллера-Геккеля объясняет повторение этапов (на стадии зародыша), которые были свойственны нашим далеким предкам. Таким образом, мы проходим их этапы, но, не останавливаясь на них, двигаемся дальше к более совершенным этапам.
Карл Бэр сформулировал закон зародышевого сходства, который гласит, что на ранних стадиях развития зародыши позвоночных животных настолько похожи друг на друга, что практически неразличимы между собой. Это также указывает и подтверждает единство происхождения животного мира.
Палеонтологические доказательства эволюции
Палеонтология (греч. palaios – древний) изучает ископаемые останки вымерших животных, их сходства и различия с ныне живущими видами. Сопоставляя друг с другом ископаемые останки разных геологических эпох, можно увидеть как происходила эволюция различных видов животных и растений.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.