Acasă Instrument

Care este importanța cercetării filogenetice? Forțele motrice ale macroevoluției. Paralelisme și semnificația lor evolutivă

Întrebarea 1. Care este diferența dintre macro și microevoluție?

Prin microevoluție înțelegem formarea de noi specii.

Conceptul de macroevoluție se referă la originea taxonilor supraspecifici.

Cu toate acestea, nu există diferențe fundamentale între procesele de formare a noilor specii și procesele de formare a grupurilor taxonomice superioare. Termenul „microevoluție” în sensul modern a fost introdus de N.V. Timofeev-Resovsky în 1938.

Întrebarea 2. Ce procese sunt forțele motrice ale macroevoluției? Dați exemple de schimbări macroevolutive.

În macroevoluție funcționează aceleași procese ca și în speciație: formarea modificărilor fenotipice, lupta pentru existență, selecția naturală și stingerea formelor mai puțin adaptate.

Procesele macroevolutive au ca rezultat modificări semnificative ale structurii externe și fiziologiei organismelor, cum ar fi, de exemplu, formarea unui sistem circulator închis la animale sau apariția stomatelor și a celulelor epiteliale la plante. Achizițiile evolutive fundamentale de acest fel includ formarea inflorescențelor sau transformarea membrelor anterioare ale reptilelor în aripi și o serie de altele.

Întrebarea 3. Ce fapte stau la baza studiului și dovezilor macroevoluției?

Cele mai convingătoare dovezi pentru procesele macroevolutive provin din datele paleontologice. Paleontologia studiază resturile fosile ale organismelor dispărute și stabilește asemănările și diferențele dintre acestea cu organismele moderne. Din rămășițe, paleontologii reconstruiesc aspectul organismelor dispărute, învață despre flora și fauna din trecut. Din păcate, studiul formelor fosile ne oferă o imagine incompletă a evoluției florei și faunei. Majoritatea rămășițelor constau din părți solide ale organismelor: oase, cochilii, țesuturile de susținere exterioare ale plantelor.

De mare interes sunt fosilele care au păstrat urme de vizuini și pasaje ale animalelor antice, amprente ale membrelor sau organisme întregi lăsate pe depozite cândva moi.

Întrebarea 4. Care este semnificația studiului seriilor filogenetice?

Studiul seriilor filogenetice bazate pe date din paleontologie, anatomie comparată și embriologie este important pentru dezvoltarea ulterioară a teoriei generale a evoluției, construirea unui sistem natural de organisme și reconstrucția imaginii evoluției unui anumit grup sistematic de organisme.

În prezent, pentru a construi serii filogenetice, oamenii de știință folosesc din ce în ce mai mult date din științe precum genetica, biochimia, biologia moleculară, biogeografia, etologia etc.

Alte lucrări pe această temă:

Întrebarea 1. De ce este genetica baza teoretică a selecției? Creșterea este știința metodelor pentru crearea de noi soiuri de plante, rase de animale și tulpini de microorganisme cu beneficii...
Întrebarea 1. Ce calități ar trebui să aibă o unitate elementară de evoluție? Unitatea elementară a evoluției trebuie: să acționeze în timp și spațiu ca un fel de unitate; să poată forma o rezervă...
Întrebarea 1. Care este valoarea cărții lui Charles Darwin „Originea speciilor”? În cartea sa Despre originea speciilor, Charles Darwin a fost primul care a propus o explicație a evoluției în științe naturale. A instalat mutarea...
Întrebarea 1. Cine a dezvoltat teoria celulară? Teoria celulară a fost formulată la mijlocul secolului al XIX-lea. Oamenii de știință germani Theodor Schwann și Matthias Schleiden. Ei au rezumat rezultatele multor...
Testarea biologiei nota 11 Opțiunea 2 1. Diversitatea speciilor de organisme vii este rezultatul: 1) unui proces de mutație activ 2) evoluție 3) luptei interspecifice 2. Criteriul morfologic al unei specii este...
1. Care este particularitatea răspândirii vieții în ocean? Viața în oceane este omniprezentă, dar compoziția speciilor și densitatea plantelor și animalelor din ape...
Întrebarea 1. Care sunt principalele tipuri de schimbări evolutive. Oamenii de știință disting următoarele tipuri de schimbări evolutive: paralelism, convergență și divergență. Întrebarea 2. Ce sunt schimbările paralele, convergente, divergente?...

Aceste schimbări fizice au avut loc simultan cu schimbări majore în densitatea populației și structura socială. Experții le numesc „o inovație evolutivă, o nouă proprietate care a lipsit în populația ancestrală și s-a dezvoltat în cursul evoluției la aceste șopârle”.

Filogeneza (din grecescul „phylon” - gen, trib și „geneza”), dezvoltarea istorică a organismelor, în contrast cu ontogeneza - dezvoltarea individuală a organismelor. Filogenia - evoluție în trecut - nu poate fi observată direct, iar reconstrucțiile filogenetice nu pot fi verificate prin experiment.

De exemplu, în 1844, au fost găsiți niște dinți fosilizați, numiți conodonti. Pe fălci, spre deosebire de toate păsările moderne, erau dinți, ca cei ai reptilelor. A doua dificultate este că este imposibil din punct de vedere tehnic să studiezi pe deplin organizarea chiar și a unui organism unicelular. Atât cele mai primitive tetrapode, cât și peștii pulmonari au plămâni și o inimă cu trei camere, constând din două atrii și un ventricul.

El a formulat, de asemenea, „metoda paralelismului triplu” – principala metodă de reconstrucție filogenetică, care este încă folosită într-o formă modificată și completată. Ca urmare, sângele arterial din plămâni și sângele venos din restul corpului sunt amestecate, deși nu la fel de mult ca la amfibieni.

Paralelisme și semnificația lor evolutivă

Această ramură a evoluției vertebratelor inferioare a apărut la sfârșitul perioadei cambriene și nu a fost cunoscută în stare fosilă de la sfârșitul perioadei devoniene. Faptul este că în fosilele fără fălci, cavitățile branhiale, cavitatea creierului, pereții multor vase mari de sânge și alte organe interne au fost calcificate. În acest caz funcționează doar anatomia comparată și, într-o măsură foarte necesară, embriologia. Utilizarea pe scară largă a tehnologiei informatice a facilitat o astfel de analiză, iar cladogramele (din grecescul „klados” - ramură) au început să apară în majoritatea publicațiilor filogenetice.

Studiul structurii acizilor nucleici și a altor macromolecule a devenit acum una dintre cele mai importante completări la metoda paralelismului triplu. Acest lucru ar putea fi considerat o greșeală, dacă în 1983 M.F. Ivakhnenko nu a dovedit pe material paleontologic că țestoasele provin din amfibieni, independent de toate celelalte reptile.

Rafinamentul se exprimă în faptul că reconstrucțiile devin din ce în ce mai detaliate. Dacă există ceva necunoscut în lumea din jurul nostru, atunci sarcina științei este să studieze și să explice acest necunoscut, indiferent de semnificația teoretică și practică a subiectului de studiu. În plus, reconstrucțiile filogenetice sunt baza pe care sunt clarificate modelele de evoluție.

Există multe alte modele de evoluție care au fost descoperite prin studii filogenetice. Procesele evolutive sunt observate atât în condiții naturale, cât și de laborator. Faptul evoluției la nivel intraspecific a fost dovedit experimental, iar procesele de speciație au fost observate direct în natură.

Dovezi pentru evoluție

Undeva între generațiile 31.000 și 32.000, totuși, la una dintre populații au avut loc schimbări cardinale care nu au fost observate la celelalte. La 36 de ani (o perioadă extrem de scurtă de evoluție), mărimea și forma capului s-au schimbat, forța de mușcătură a crescut și s-au dezvoltat noi structuri în tubul digestiv.

În plus, intestinele noii populații conțin nematozi care nu erau prezenți în populația originală. În special, pentru a combate molia Cydia pomonella (ale cărei larve sunt tocmai „viermii” din merele cu viermi), Cydia pomonella granurovirus (engleză) rusă este utilizat în mod activ.

Observațiile speciilor existente arată că speciația are loc continuu în populațiile existente. Există multe exemple despre cum diferite specii se pot încrucișa în condiții excepționale. În funcție de habitatul din jurul munților, salamandrele formează diverse forme care își schimbă treptat caracteristicile morfologice și ecologice.

Judecând după înregistrarea fosilelor și măsurătorile ratelor de mutație, incompatibilitatea completă a genomurilor, făcând imposibilă încrucișarea, se realizează în natură în medie în 3 milioane de ani. Aceasta înseamnă că observarea formării unei noi specii în condiții naturale este în principiu posibilă, dar acesta este un eveniment rar. În același timp, în condiții de laborator, rata modificărilor evolutive poate fi crescută, așa că există motive să sperăm să vedem speciații la animalele de laborator.

Musca de măr Rhagoletis pomonella este un exemplu de speciație simpatrică observată (adică, speciația rezultată din divizarea în nișe ecologice). Practica arată că clasificările biologice construite pe baza unor caracteristici diferite tind să tindă către aceeași schemă ierarhică arborescentă - clasificarea naturală.

Acesta este rezultatul care poate fi așteptat în originea evolutivă a animalelor dintr-un strămoș comun. Ramificația arborelui filogenetic corespunde împărțirii populațiilor în procesul de speciație. De regulă, obiectele care nu au apărut în cursul evoluției nu au această proprietate. Puteți combina opțional aceste obiecte în ierarhii diferite, dar nu există o singură ierarhie obiectivă care să fie fundamental mai bună decât toate celelalte.

Termenul a fost propus de evoluționistul german E. Haeckel în 1866. Mai târziu, termenul „filogeneză” a primit o interpretare mai largă - i s-a atribuit sensul istoriei procesului evolutiv. Se poate vorbi de filogeneza caracterelor individuale: organe, țesuturi, procese biochimice, structura moleculelor biologice și filogeneza taxonilor de orice rang - de la specii la superregate. Scopul studiilor filogenetice este reconstituirea originii și transformărilor evolutive succesive ale structurilor și taxonomiilor studiate.

Datele paleontologice, așa cum am menționat deja, introduc o scară de timp în aceste reconstrucții și o completează cu forme dispărute, adică fac seria mai detaliată și, prin urmare, mai fiabilă.

Una dintre cele mai cunoscute și mai studiate dintre ele este seria filogenetică a ungulatelor moderne. Descoperirile paleontologice multiple și formele de tranziție identificate creează o bază de dovezi științifice pentru această serie. Descrisă de biologul rus Vladimir Onufrievich Kovalevsky încă din 1873, seria filogenetică a calului rămâne astăzi o „icoană” a paleontologiei evolutive.

Evoluția de-a lungul veacurilor

În evoluție, seriile filogenetice sunt forme de tranziție care s-au înlocuit succesiv, ducând la formarea speciilor moderne. După numărul de legături, seria poate fi completă sau parțială, totuși, prezența formelor de tranziție succesive este o condiție prealabilă pentru descrierea acestora.

Seria filogenetică a calului este menționată ca dovadă a evoluției tocmai datorită prezenței unor astfel de forme succesive care se înlocuiesc între ele. Multiplicitatea descoperirilor paleontologice îl înzestrează cu un grad ridicat de fiabilitate.

Exemple de serii filogenetice

Numărul de cai nu este singurul dintre exemplele descrise. Seria filogenetică a balenelor și păsărilor este bine studiată și are un grad ridicat de fiabilitate. Și controversată în cercurile științifice și cea mai folosită în diverse insinuări populiste este seria filogenetică a cimpanzeilor și a oamenilor moderni. Litigiile legate de legăturile intermediare care lipsesc aici nu se sting în comunitatea științifică. Dar indiferent câte puncte de vedere ar exista, semnificația seriei filogenetice ca dovadă a adaptabilității evolutive a organismelor la condițiile de mediu în schimbare rămâne de necontestat.

Legarea evoluției cailor de mediu

Studii multiple ale paleontologilor au confirmat teoria lui O. V. Kovalevsky despre relația strânsă dintre modificările scheletului strămoșilor cailor și schimbările mediului. Clima în schimbare a dus la scăderea suprafețelor de pădure, iar strămoșii ungulatelor moderne cu un singur deget s-au adaptat la condițiile de viață din stepe. Nevoia de mișcare rapidă a provocat modificări ale structurii și numărului de degete pe membre, modificări ale scheletului și dinților.

Prima verigă din lanț

În Eocenul timpuriu, acum mai bine de 65 de milioane de ani, a trăit primul mare strămoș al calului modern. Acesta este un „cal jos” sau Eohippus, care avea dimensiunea unui câine (până la 30 cm), se baza pe întregul picior al membrului, pe care erau patru degete (în față) și trei (spate) cu copite mici. . Eohippus se hrănea cu lăstari și frunze și avea dinți tuberculați. Colorare maro și păr rar pe o coadă mobilă - acesta este strămoșul îndepărtat al cailor și zebrelor de pe Pământ.

Intermediari

Cu aproximativ 25 de milioane de ani în urmă, clima planetei s-a schimbat, iar întinderile de stepă au început să înlocuiască pădurile. În Miocen (acum 20 de milioane de ani), apar mesogippus și parahippus, deja mai asemănătoare cailor moderni. Și primul strămoș erbivor din seria filogenetică a calului este considerat a fi merikgippus și pliogippus, care intră în arena vieții în urmă cu 2 milioane de ani. Hipparion - ultima verigă cu trei degete

Acest strămoș a trăit în Miocen și Pliocen pe câmpiile din America de Nord, Asia și Africa. Acest cal cu trei degete, asemănător cu o gazelă, nu avea încă copite, dar putea alerga repede, mânca iarbă și ea era cea care ocupa teritorii vaste.

Cal cu un singur deget - pliogippus

Acești reprezentanți cu un singur deget apar acum 5 milioane de ani în aceleași teritorii ca și hipparionii. Condițiile de mediu se schimbă - devin și mai uscate, iar stepele cresc semnificativ. Acesta este locul în care degetul cu un singur deget s-a dovedit a fi un semn mai important pentru supraviețuire. Acești cai aveau până la 1,2 metri înălțime la greabăn, aveau 19 perechi de coaste și mușchii puternici ai picioarelor. Dinții lor capătă coroane lungi și pliuri de smalț cu un strat de ciment dezvoltat.

Calul cunoscut

Calul modern ca etapă finală a seriei filogenetice a apărut la sfârșitul neogenului, iar la sfârșitul ultimei ere glaciare (acum aproximativ 10 mii de ani) milioane de cai sălbatici pășunau deja în Europa și Asia. Deși eforturile vânătorilor primitivi și reducerea pășunilor au făcut ca un cal sălbatic să fie o raritate deja în urmă cu 4 mii de ani. Dar cele două subspecii ale sale - tarpanul din Rusia și calul lui Przewalski din Mongolia - au reușit să reziste mult mai mult decât toate celelalte.

cai sălbatici

Astăzi, practic nu au mai rămas cai sălbatici adevărați. Tarpanul rusesc este considerat o specie dispărută, iar calul lui Przewalski nu apare în mod natural. Turmele de cai care pasc liber sunt forme domestice sălbatice. Astfel de cai, deși se întorc rapid la viața sălbatică, sunt încă diferiți de caii cu adevărat sălbatici.

Au coame și cozi lungi și sunt pestrițe. Caii excepțional de bronzat ai lui Przewalski și tarpanele de șoarece au, parcă, breton, coame și cozi tăiate.

În America Centrală și de Nord, caii sălbatici au fost complet exterminați de indieni și au apărut acolo abia după sosirea europenilor în secolul al XV-lea. Descendenții sălbatici ai cailor conchistadorilor au dat naștere la numeroase turme de mustangi, al căror număr este acum controlat prin împușcare.

Pe lângă mustang, există două tipuri de ponei sălbatici de pe insulă în America de Nord - pe insulele Assateague și Sable. Turmele semi-sălbatice de cai Camargue se găsesc în sudul Franței. În munții și mlaștinile Marii Britanii, puteți găsi și câțiva ponei sălbatici.

Caii noștri preferați

Omul a îmblânzit calul și a scos peste 300 de rase ale acestuia. De la greutăți grele la ponei în miniatură și rase frumoase de rasă. În Rusia sunt crescute aproximativ 50 de rase de cai. Cel mai faimos dintre ele este trotterul Oryol. Culoare albă excepțională, trap excelent și agilitate - aceste calități au fost atât de apreciate de contele Orlov, care este considerat fondatorul acestei rase.

Întrebarea 1. Care este diferența dintre macro și microevoluție?
microevoluție- evoluţia în cadrul unei specii; apare pe baza variabilității mutaționale sub controlul selecției naturale. Astfel, microevoluția este cea mai inițială etapă a procesului evolutiv, poate apărea în perioade relativ scurte de timp și poate fi observată și studiată direct. Ca rezultat al variabilității ereditare (mutaționale), apar modificări aleatorii ale genotipului. Mutațiile sunt cel mai adesea recesive și, în plus, sunt rareori benefice pentru specie. Cu toate acestea, dacă în urma unei mutații apar schimbări benefice pentru orice individ, atunci acesta primește unele avantaje față de alți indivizi ai populației: primește mai multă hrană sau devine mai rezistent la influența bacteriilor și virusurilor patogene etc. De exemplu, apariția unui gât lung a permis strămoșilor girafei să se hrănească cu frunzele copacilor înalți, ceea ce le-a oferit mai multă hrană decât indivizii din populația cu gât scurt.
macroevoluție- evolutie la nivel supraspecific; duce la formarea de taxoni mari (de la genuri la tipuri și regate ale naturii). Macroevoluția lumii organice este procesul de formare a unor mari unități sistematice: din specii - noi genuri, din genuri - noi familii etc. Procesele de macroevoluție necesită perioade uriașe de timp, așa că este imposibil să le studiezi direct. Cu toate acestea, macroevoluția se bazează pe aceleași forțe motrice ca și microevoluția: variația ereditară, selecția naturală și separarea reproductivă. La fel ca microevoluția, macroevoluția are un caracter divergent.

Întrebarea 2. Ce procese sunt forțele motrice ale macroevoluției? Dați exemple de schimbări macroevoluționare.
Macroevoluția se bazează pe aceleași forțe motrice ca și microevoluția: variabilitatea ereditară, selecția naturală și separarea reproductivă. La fel ca microevoluția, macroevoluția are un caracter divergent.
Rezultatul proceselor macroevolutive este modificări semnificative în structura externă și fiziologia organismelor, cum ar fi formarea unui sistem circulator închis la animale sau apariția stomatelor și a celulelor epiteliale la plante. Achizițiile evolutive fundamentale de acest fel includ formarea inflorescențelor sau transformarea membrelor anterioare ale reptilelor în aripi și o serie de altele.
Întrebarea 3. Ce fapte stau la baza studiului și dovezilor macroevoluției?
Cele mai convingătoare dovezi pentru procesele macroevolutive provin din datele paleontologice. Astfel de dovezi includ rămășițele găsite ale formelor de tranziție dispărute, care fac posibilă trasarea căii de la un grup de ființe vii la altul. De exemplu, descoperirea strămoșilor cu trei și cinci degete ai calului modern, care are un deget, demonstrează că strămoșii calului aveau cinci degete pe fiecare membru. Descoperirea fosilelor de Archaeopteryx a făcut posibilă concluzia că au existat forme de tranziție între reptile și păsări. Găsirea rămășițelor de ferigi înflorite dispărute ne permite să rezolvăm problema evoluției angiospermelor moderne etc. Din păcate, studiul formelor fosile ne oferă o imagine incompletă a evoluției florei și faunei. Majoritatea rămășițelor constau din părți solide ale organismelor: oase, cochilii, țesuturile de susținere exterioare ale plantelor. De mare interes sunt fosilele care au păstrat urme de vizuini și pasaje ale animalelor antice, amprente de membre sau organisme întregi lăsate pe depozite cândva moi.

Întrebarea 4. Care este semnificația studiului seriilor filogenetice?
Pe baza descoperirilor paleoantologice s-au construit serii filogenetice, adică serii de specii care se înlocuiesc succesiv între ele în procesul evoluției. Studiul seriilor filogenetice bazate pe date din paleontologie, anatomie comparată și embriologie este important pentru dezvoltarea ulterioară a teoriei generale a evoluției, construirea unui sistem natural de organisme și reconstrucția imaginii evoluției unui anumit grup sistematic de organisme.
În prezent, pentru a construi serii filogenetice, oamenii de știință folosesc din ce în ce mai mult date din științe precum genetica, biochimia, biologia moleculară, biogeografia, etologia etc.

Întrebarea 1. Care este diferența dintre macro și microevoluție?

Prin microevoluție înțelegem formarea de noi specii.

Conceptul de macroevoluție denotă originea taxonilor supraspecifici (gen, ordine, clan, tip).

Întrebarea 2. Ce procese sunt forțele motrice ale macroevoluției? Dați exemple de schimbări macroevoluționare.

În macroevoluție funcționează aceleași procese ca și în speciație: formarea modificărilor fenotipice, lupta pentru existență, selecția naturală, stingerea celor mai puțin adaptate forme.

Rezultatul proceselor macroevolutive sunt schimbări semnificative în structura externă și fiziologia organismelor, cum ar fi, de exemplu, formarea unui sistem circulator închis la animale sau apariția stomatelor și a celulelor epiteliale la plante. Achizițiile evolutive fundamentale de acest fel includ formarea de inflorescențe sau transformarea membrelor anterioare ale reptilelor în aripi și o serie de altele.

Întrebarea 3. Ce fapte stau la baza studiului și dovezilor macroevoluției?

Întrebarea 4. Care este semnificația studiului seriilor filogenetice?material de pe site

Studiul seriilor filogenetice construite pe baza datelor din paleontologie, anatomie comparată și embriologie este important pentru dezvoltarea ulterioară a teoriei generale a evoluției, construirea unui sistem natural de organisme și reconstrucția unei imagini a evoluției un grup sistematic specific de organisme.