Эволюционное учение
жүктеу/скачать 3,53 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Основные вопросы темы
- Основные понятия
- Теоретические сведения
| Практическое занятие № 5
Раздел II. Основные методы изучения эволюционного процесса Тема: Методы изучения эволюции. Количество часов: 2 Основные вопросы темы: 1.Биогеографические методы,сравнение флор и фаун,особенности распространения близких форм ,островные формы,прерывистое распространение,реликты. 2. Морфологические методы.,гомология органов,атавизмы, рудиментарные органы. 3.Сравнительно-анатомические ряды. 4.Экологические методы. 5.Генетические методы Основные понятия: палеонтологические, биогеографические, сравнительно анатомические, эмбриологические, генетические, оиохимические, физиологическиедоказательства, гомологичные и аналогичные органы, рудименты,атавизмы, реликты, эндемики, переходные формы, филогенетические ряды, островные формы, закон зародышевого сходства, биогенетический закон. Теоретические сведения Рассмотрим основные методы исследования эволюционного процесса, предлагаемые биологическими дисциплинами, в последовательности, отражающей проникновение эволюционных идей в эти дисциплины: сначала палеонтологические, биогеографические, морфологические, эмбриологические и системные, а затем данные по генетике, биохимии, молекулярной биологии. Палеонтологические методы.Все методы палеонтологии как науки о ископаемых организмах можно рассматривать как метод изучения эволюционного процесса. Рассмотрим более подробно наиболее важные палеонтологические методы исследования эволюции: выявление ископаемых промежуточных форм, восстановление филогенетических рядов и определение последовательности ископаемых форм. Ископаемые переходные формы – это формы организмов, которые сочетают признаки более древних и молодых групп. Ярким представителем переходных форм является ископаемаяIchthyostega (рис.10), позволяющая связать рыб с наземными позвоночными. Наиболее древние наземные позвоночные из группы стегоцефалов также сохраняют некоторые рыбообразные черты. Рисунок 10.Ископаемые переходные формы: А – переходная форма от рыб к наземным позвоночным – девонская ихтиостега (Ichthyostega), Б – прообраз переходной формы от рептилий к птицам – юрская первоптица (Archaeopteryx); В – переходная форма от рептилий к млекопитающим – звероподобная рептилия из группы терапсид (Lycaenops) (по И.И. Шмальгаузену. 1969; А. Ромеру, I968; P. Питерсону, 1978) Переходными формами от рептилий к птицам являются юрские первоптицы Archaeopteryx, с длинным хвостом, шипами и брюшком, хорошо развитыми зубами, как у рептилий. Но они уже были настоящими птицами: тело было покрыто хорошо развитыми перьями, а предплечья превратились в обычные крылья. Последние рассматриваемые примеры-звероподобная рептилия lycaenops группы therapsid. Развитие крупной зубной кости (osdentale), вторичного костного неба, характерного для млекопитающих, разделение зубов на клыки, резцы и лезвия, как и многие другие признаки, сделало общий вид этого животного похожим на хищное млекопитающее. Но по ряду основных особенностей строения и образа жизни они были настоящими рептилиями. В настоящее время описаны многие ископаемые переходные формы не только крупных (типы, отряды, классы), но и более мелких (отряды, семейства) групп животного и растительного мира. Поэтому исследование переходных форм – важный метод изучения эволюционного процесса Палеонтологические ряды-ряды ископаемых форм, взаимосвязанные в процессе эволюции и отражающие направление филогенеза. По числу найденных промежуточных звеньев такой ряд может быть более или менее детализирован, но во всех случаях он должен быть не только основным, но и иметь ряд форм, близких к отдельным частям структуры и генеалогически связанных друг с другом в процессе эволюции. Такие ряды ископаемых предков особенно интересно анализировать с эволюционной точки зрения в отношении современных форм: доступность для глубокого анализа заключительного, современного нам звена цепи позволяет лучше понять особенности развития всего эволюционного ряда. К настоящему времени известно немало палеонтологических рядов (например, лошадей, носорогов, слонов). Анализ эволюционного ряда лошадей (рис.11) начат еще исследованиями основателя эволюционной палеонтологии В.О. Ковалевского (1842– 1883). Рисунок 11.Эволюционное древо семейства лошадиных (Equidae). Видны постепенная смена листоядных форм травоядными и сокращение числа пальцев от пяти до одного (по Дж. Симпсону, 1948, упрощенно): 1 – Eohippus; 2 – Miohippus; 3 – Parahippus; 4 – Pliohippus; 5 – Equus Видна постепенность процесса эволюции на примере анализа ствола лошадиных: сменяющие друг друга ископаемые формы приобретали все большее сходство с современными. Трудно убедительно доказать их филогенетическую связь.при сравнении эоценового эогиппуса с современной лошадью .Наличие многих последовательно сменяющих друг друга форм на обширных пространствах ряда континентов (эволюция лошадей происходила в основном в Северной Америке и Евразии, хотя некоторые формы проникли и в Южную Америку) дало возможность построить филогенетический ряд с высокой степенью достоверности. Отсюда видно, что, строго говоря, речь идет не просто о ряде форм, скорее о более сложных пространственно-временных отношениях групп. Развитие таких сменяющих друг друга пучков (вееров), форм чрезвычайно характерно для отдельных стволов любых групп в процессе эволюции. Последовательность ископаемых форм. Палеонтологические ряды строятся на основе анализа анализа отдельных разрозненных находок, относящихся к разным территориям. При этом всегда вероятно, что какие-то формы, жившие в прошлом, выпадают из-за отсутствия достаточно представительного материала. Однако современная палеонтология дает еще одно неопровержимое документальное подтверждениеэволюционных процессов, протекавших в отдельных группах. При определенных благоприятных условиях сохраняются в ископаемом состоянии в одном и том же месте все вымершие формы. Путем послойного анализе таких отложений можно получить, истинную последовательность возникновения и изменения форм в эволюции. При анализе последовательности ископаемых форм возникает возможность определить реальную скорость протекания эволюционного процесс. По поводу рядов ископаемых моллюсков И.И. Шмальгаузен (1884–1963) писал: «Вряд ли возможны еще более объективные доказательства существования эволюции». Изучение смены флор и фаун, эволюции экосистем. В последние десятилетия были достигнуты большие успехи в изучении ископаемых останков. Методы растворения окружающей породы позволяют восстанавливать даже очень тонкое строение вымерших микроскопических организмов.Применение палеомагнитных, палеохимических, радиоавтографических и других методов исследования позволяет определить особенности прошлых климатов и условий жизни, например соленость того или иного участка океана, температуру воды, газовый состав атмосферы. Проведение более широких геологических и палеонтологических исследований дает исследователям все растущее количество ископаемых форм.Все это существенно уменьшает «неполноту геологической летописи» (Ч. Дарвин), хотя, конечно, не ликвидирует ее полностью (Рис. 12.). Рисунок 12.Филогенетическое древо рептилий наглядно иллюстрирует значение изучения вымерших групп для восстановления филогенеза группы в целом. Современные крокодилы (и птицы!) оказываются потомками прежде мощно развитой группы археозавров Иногда существует реальная возможность детальной реконструкции прошлых экосистем, которая определяет их последовательное изменение в процессе эволюции конкретных земельных участков. Такая последовательная перестройка образов прошлой жизни является мощными интегрированными методами исследования основных направлений развития жизни на земле. . Рисунок 13.Материал для реконструкции экосистем прошлого: основные микроископаемые верхнего докембрия Учуро-Майского района, Восточная Сибирь (по А.Ф. Вейсу, 1993) Являясь ведущими при изучении процессов макроэволюционных (текущих обычно в масштабах сотен тысяч – сотен миллионов лет), палеонтологические методы не могут быть применены, как правило, при изучении микроэволюционных процессов – во временных масштабах сотен и тысяч лет. жүктеу/скачать 3,53 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|