- Умный справочник
- Биология
- Задания 17-20, 26. Доказательства эволюции
Задания 17-20, 26. Доказательства эволюции
***
Для успешной сдачи ЕГЭ необходимо знать доказательства эволюции. Разберём каждое по порядку.
Приятного изучения статьи! Если хочешь подготовиться на 80+, то обязательно посмотри вот эти способы подготовки (жми, чтобы перейти на сайт и узнать подробнее) ❤️
1. Сравнительно-анатомические доказательства
Сравнительно-анатомические доказательства основаны на сравнении строения тел различных особей и видов. При этом данный тип доказательств имеет три конкретных подтипа:
1.1 Наличие в природе гомологичных и аналогичных органов
Гомологичные органы — органы, имеющие общее происхождение, но разную функцию. Образуются обычно путем дивергенции — расхождения от общего предка. Но есть и примеры, когда гомологичные органы развиваются по пути конвергенции, например, плавник акулы и ласт дельфина.
Сложные примеры гомологичных органов из ФИПИ:
Крылья совы и крылья летучей мыши, конечности крота и конечности лошади, ласты китообразных и ластоногих, когти барсука и ногти обезьяны, киль летучей мыши и киль птицы, задние конечности кенгуру и задние конечности тушканчика, окраска крыльев бабочки павлиний глаз и бабочки крапивницы, ласты ихтиозавра и рука человека, плакоидная чешуя акулы и зубы ящерицы, лепестки розы и листья капусты, листья паслена и усы гороха, видоизмененные листья: лепестки розы, усы гороха, иголки кактуса, шишки ели и стробила хвоща, перистосложный лист гороха и прилистники-кувшинчики непентес, стеблевые чешуи хвоща и колючки барбариса, тычинки цветка мака и почечные чешуи, бутон цветка и почка, конечности позвоночных, гомологи передней конечности шимпанзе: рука человека, крыло птицы, ласт кита, колючки кактуса и усики гороха, ловчие листья росянки и сочные чешуи репчатого лука, корневище ландыша клубни картофеля, китовый ус и усы сома, чешуя змеи и перо птицы, ноги бабочки и ноги жука, когти кошки и ногти обезьяны, нос обезьяны и хобот слона, предплечье лягушки и курицы, волосы человека и шерсть собаки.
Аналогичные органы — органы, имеющие разное происхождение, но одинаковую функцию. Образуются в результате конвергенции (схождения функции органов в процессе эволюции).
Сложные примеры аналогичных органов из ФИПИ:
Конечности позвоночных животных и насекомых, крылья птиц и насекомых, глаза головоногих моллюсков и глаза позвоночных животных, роговые чешуи ящерицы и панцирь черепахи, форма тела акулы и дельфина, передние конечности насекомого медведки и крота, шипы розы и иголки кактуса, семена растений и споры мхов, усики клубники и воздушные корни, жабры рака и рыбы, роющие конечности крота и медведки, аналогами передней конечности шимпанзе являются: хобот слона, клешня рака, щупальца осьминога, клешни скорпиона, колючки барбариса и колючки боярышника, хорда ланцетника и позвоночник человека, панцирь черепахи и раковина улитки, легкие амфибии и легкие пауков, усы рака и усы сома, глаза осьминога и собаки, крылья летучей мыши и стрекозы, плавник кита и хвостовой плавник рака.
Наличие гомологов и аналогов (а особенно — гомологов, так как именно эти органы указывают на общее происхождение) в природе свидетельствует о том, что многие виды имеют общих предков.
1.2 Наличие у многих видов рудиментарных органов
Рудиментарные органы — это органы, которые играли важную роль в жизнедеятельности у предков вида, однако у современного вида роли не играют. К рудиментам человека относят:
- Аппендикс (червеобразный отросток) — остаток пищеварительной системы травоядных
- Третье веко — остаток мигательной перепонки рептилий
- Копчик — остаток хвоста
- Длинная ладонная мышца — остаток важнейшей мышцы обезьян. С её помощью они легко передвигались по деревьям. У некоторых людей отсутствует
1.3 Атавизмы
Атавизм — это аномальное проявление того признака, который был свойственен предкам, однако у современного вида был полностью утрачен. К атавизмам человека относят:
- Густой волосяной покров
- Многососковость
- Хвостатость
Почему данные признаки вообще возникают у человека? Оказывается, гены предков всё еще присутствуют в нашей ДНК. Просто есть определённые белковые факторы, которые подавляют экспрессию (транскрипцию) этих генов.
Когда белковые факторы «ломаются», с ДНК начинают считываться эти гены. В результате их экспрессии человек получает признак предка.
***
2. Эмбриологические доказательства
К эмбриологическим доказательствам относятся доказательства, связанные с сравнением эмбрионов различных видов на разных стадиях развития. Есть два закона, которые относятся к эмбриологическим доказательствам эволюции.
2.1 Закон зародышевого сходства (закон Бэра)
Закон зародышевого сходства гласит, что все организмы на начальных этапах эмбрионального развития сходны по своему строению, что является доказательством единства происхождения животного мира.
2.2 Биогенетический закон (закон Геккеля-Мюллера)
Биогенетический закон гласит, что организм, развиваясь, в своём онтогенезе повторяет свой филогенез. Онтогенез — это процесс индивидуального развития особи от зачатия до смерти. Филогенез — это процесс исторического эволюционного развития особи.
То есть каждая стадия онтогенетического развития повторяет какую-то стадию филогенетического развития. Давайте проведём параллели между онтогенезом человека и его примерным филогенезом:
- Зигота — Простейшие
- Морула и бластула — Первые колониальные организмы
- Гаструла — Кишечнополостные
- Нейрула — Первые хордовые
- Дальнейшее формирование плода — Рыбы, амфибии и рептилии
Как вы видите, данные стадии очень сходны. Гаструла — вылитая гидра :)
***
3. Палеонтологические доказательства
Палеонтология — наука об ископаемых вымерших организмах. Ключевое слово — вымерших. То есть, чтобы данное в задании доказательство подходило под палеонтологическое, вид, о котором идёт речь, обязан быть вымершим. Есть два очень похожих подтипа данного доказательства.
3.1 Филогенетические ряды
Филогенетический ряд — ряд ископаемых форм, последовательно сменявших друг друга в процессе эволюции. Иными словами, это ряд вымерших предков.
Люди хорошо изучили филогенетические ряды лошади, слона, человека.
Поговорим про филогенез лошади. Мы знаем, что в связи со сменой места обитания предками лошади (из лесов в степи) произошли эволюционные изменения в её конечности: редукция количества пальцев до одного (среднего), образование копыта и увеличение длины.
Копыто — для механической защиты во время бега по жёсткой земле, удлинение — для скорости, а редукция количества пальцев — для увеличения силы отталкивания. Особей, которые были не способны передвигаться быстро, съедали хищники. Так работал движущий естественный отбор.
3.2 Наличие ископаемых переходных форм
Ископаемые переходные формы — это вымершие организмы, которые имели свойства как своих предков, так и потомков. Есть переходные формы между рыбами и земноводными, между земноводными и рептилиями и т. д.
Расскажем о каждой в формате «предок — переходная форма — потомок»
Рыбы — кистепёрые рыбы — первые земноводные
Кистепёрые рыбы — древние предки земноводных. Это эволюционно развитые костные рыбы, которые чем-то отличались от них. Во-первых, у них были кости и мышцы в плавниках, что позволяло им перемещаться по дну водоема.
Во-вторых, они могли дышать атмосферным воздухом с помощью лёгких. Видимо, в водоёмах было растворено слишком мало кислорода, пришлось приспосабливаться. Кстати, хорда у кистепёрых рыб сохранялась всю жизнь, а плавательный пузырь развит плохо.
Рыбы — стегоцефал и ихтиостега — современные земноводные
Стегоцефали и ихтиостеги — потомки кистепёрых рыб и предки современных амфибий. Сочетали в себе признаки как рыб, так и земноводных.
От рыб этим ребятам остались: хвостовой плавник, обтекаемая форма тела, рёбра. Конкретно ихтиостега имела чешую и рудиментарную боковую линию.
Признаки земноводных: дыхание атмосферным кислородом с помощью лёгких и появление мощного опорно-двигательного аппарата (скелета и мышц) в конечностях, которые раньше были плавниками.
Земноводные — сеймурия — пресмыкающиеся
О сеймурии на ЕГЭ вообще никогда не спрашивают. Эти ребята сочетали признаки как земноводных, так и рептилий.
От земноводных сеймуриям досталось развитие личинки в воде и отсутствие грудной клетки. Также у некоторых сеймурий присутствовали рудиментарные органы земноводных (например, остатки боковой линии и жабр).
Признаки пресмыкающихся: латеральное (боковое) расположение конечностей, наличие рёбер и рёберного дыхания, а также возможность вращать головой с помощью первых двух шейных позвонков.
Пресмыкающиеся — археоптерикс — птицы
По данным школьных учебников, это животное — переходная форма от рептилий к птицам.
По современным данным, археоптерикс не является предком птиц. Но знать про него все равно для ЕГЭ нужно.
От рептилий у археоптерикса остались зубы, когти на передней конечности и хвостовые позвонки.
Признаки птиц: наличие цевки, крыльев, перьевого покрова, обтекаемая форма головы и противопоставление пальцев на задней конечности.
Пресмыкающиеся — зверозубые ящеры — млекопитающие
Мы знаем, что и птицы, и звери произошли от пресмыкающихся. Переходная форма между последними и млекопитающими — зверозубый ящер.
От рептилий у зверозубого ящера осталось латеральное (по бокам тела) расположение конечностей, коракоид (воронья кость) в поясе передних конечностей.
Признаки млекопитающих: шерстный покров (однако на некоторых местах кожа ороговевшая, препятствующая испарению), вибриссы, дифференцированные зубы, костное нёбо.
Псилофиты
Псилофиты являются древнейшими споровыми растениями, освоившими сушу. Их остатки найдены в раннедевонских отложениях.
Они имели спорангии, проводящие ткани в стебле и ризоиды (корней не было).
Папоротники — семенные папоротники — голосеменные
Это семенной папоротник — переходная форма от споровых папоротников к голосеменным. Данное растение размножается с помощью семян, имеет более мощную проводящую систему. От споровых папоротников данному растению остались вайи.
***
4. Биогеографические доказательства
Биогеография — наука, изучающая закономерности географического распространения групп организмов, а также характер флоры и фауны отдельных территорий (континентов). Есть два термина, связанных с биогеографией:
- Виды-эндемики — те виды, которые живут только на определённых ограниченных территориях (панголины, трубкозубы, кенгуру)
- Виды-реликты — те виды, которые сохранились на определённой территории как осколки существовавшей в древние геологические эпохи флоры и фауны (латимерия, гаттерия, утконос).
Наличие видов-реликтов позволяют нам воспроизвести флору и фауну тех геологических эпох, когда данные виды ещё не были изолированы (например, когда Австралия была частью общего континента).
К реликтовым доказательствам относится наличие «живых ископаемых» — реликтов — ныне живущих древних организмов, которые по факту не являются переходными, однако свидетельствуют о эволюционном процессе.
Латимерия
Латимерия — представитель кистепёрых рыб. Находится в биологическом регрессе. И хотя латимерия входит в группу кистепёрых рыб, она не является переходной формой от рыб к земноводным. Почему?
Потому что она:
- Не дышит атмосферным кислородом — кистепёрые могли
- Не может ползать по дну (только плавает) — кистепёрые могли
- Это морской глубоководный вид — кистепёрые были пресноводными
Делаем вывод, латимерия не является предком земноводных, однако является реликтовым доказательством.
Яйцекладущие (однопроходные, клоачные) млекопитающие
К клоачным млекопитающим относят утконоса, проехидну и ехидну. Они сочетают в себе признаки пресмыкающихся (клоаку, коракоид, кладку яиц) и млекопитающих (теплокровность, волосяной покров, молочные железы).
Так как данные организмы не вымерли, мы не можем отнести их к группе палеонтологических, а к реликтовым — можем.
***
5. Цитологические доказательства
Все организмы (за исключением вирусов), состоят из клеток, что доказывает общность их происхождения.
6. Биохимические доказательства
Клетки всех организмов сходны по биохимическому составу. Биохимические процессы всех организмов идут примерно одинаково, что доказывает общность их происхождения.
7. Генетические доказательства
Генетический код универсален для всех организмов, что доказывает общность их происхождения.
***