Макроэволюция

ИИ-обзор статьи
Макроэволюция — процесс формирования надвидовых таксонов (родов, семейств, классов и т. д.) в ходе длительного исторического развития живой природы.
Компьютерное моделирование
С конца 1980-х макроэволюция изучается с помощью программы MACROPHYLON.
Исключение: моллюски Аральского моря
Ускоренное формирование новых надвидовых таксонов моллюсков наблюдалось при гибели Аральского моря.
Доказательства сравнительной анатомии
Сходство плана строения животных, гомологичные органы (например, пятипалая конечность), атавизмы (хвост, многососковость у человека) и рудименты (аппендикс) свидетельствуют о единстве происхождения и эволюционных преобразованиях.
Эмбриологические доказательства макроэволюции
На ранних стадиях развития зародыши всех позвоночных животных демонстрируют значительное сходство: форма тела, жабры, хвост, один круг кровообращения, что свидетельствует об их происхождении от общего предка. Другим примером является происхождение костей среднего уха млекопитающих (молоточка и наковальни) из челюстных костей рептилий, что подтверждено палеонтологическими данными. Эти факты являются ключевыми эмбриологическими аргументами макроэволюции.
Ископаемые переходные формы и филогенетические ряды
Нахождение остатков переходных форм, таких как предки лошади с тремя и пятью пальцами, археоптерикс (переход между рептилиями и птицами) и семенные папоротники, подтверждает эволюцию. На основе находок построены филогенетические ряды последовательно сменяющих друг друга видов.
Единство биохимии живых организмов
Живые организмы демонстрируют единый химический состав, универсальный генетический код (ДНК, РНК) и сходный энергетический обмен с использованием АТФ, что свидетельствует об общем происхождении.
Зоогеографические зоны Уоллеса
Уоллес выделил шесть зоогеографических зон. Степень родства видов отражает древность изоляции континентов.

Макроэволюция органического мира — это процесс формирования крупных систематических единиц: из видов — новых родов, из родов — новых семейств и т. д. В основе макроэволюции лежат те же движущие силы, что и в основе микроэволюции: наследственность, изменчивость, естественный отбор и репродуктивная изоляция. Так же, как и микроэволюция, макроэволюция имеет дивергентный характер. Понятие макроэволюции интерпретировалось многократно, но окончательного и однозначного понимания не достигнуто.

Методология изучения

Процессы макроэволюции требуют огромных промежутков времени, и непосредственно изучать её в большинстве случаев не представляется возможным. Одно из исключений — наблюдаемое ускоренное формирование новых надвидовых таксонов моллюсков в условиях гибели Аральского моря[1].

Одним из методов изучения макроэволюции является компьютерное моделирование. Так, с конца 1980-х макроэволюция изучается с помощью программы MACROPHYLON[2].

Доказательства макроэволюции

Сравнительно-анатомические доказательства

Все животные имеют единый план строения, что указывает на единство происхождения. В частности, об общих предках рыб, земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих говорит строение гомологичных органов (например, пятипалой конечности, в основе которой лежит скелет плавников кистепёрых рыб). О единых предках свидетельствуют и атавизмы — органы предков, развивающиеся иногда у современных существ. Например, к атавизмам у человека относится возникновение многососковости, хвоста, сплошного волосяного покрова и т. п. Ещё одно доказательство эволюции — наличие рудиментов — органов, утративших своё значение и находящихся на стадии исчезновения. У человека — это остатки третьего века, утрачиваемый волосяной покров, аппендикс и т. п.

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 таксонам более низкого порядка, к которым они принадлежат. Таким образом, все хордовые животные произошли от единых предков.

Другой пример эмбриологических доказательств макроэволюции — происхождение из одних и тех же структур зародыша квадратной и суставной костей в челюстях у рептилий и молоточка и наковальни в среднем ухе у млекопитающих. Палеонтологические данные также подтверждают происхождение частей уха млекопитающих из костей челюсти рептилий.

Палеонтологические доказательства

К таким доказательствам относятся нахождение остатков вымерших переходных форм, позволяющих проследить путь от одной группы живых существ к другой. Например, обнаружение трёхпалого и пятипалого предполагаемых 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 семенных папоротников позволяет решить вопрос об эволюции современных голосеменных и т. п. На основании палеонтологических находок были выстроены филогенетические ряды, то есть ряды видов, последовательно сменяющих друг друга в процессе эволюции.

Биохимические доказательства

  1. Единообразие химического состава живых организмов (и их предковых форм), наличие элементов органогенов, микроэлементов.
  2. Единообразие генетического кода у всех живых организмов (ДНК, РНК).
  3. Сходство химизма процессов пластического и энергетического обмена. У подавляющего большинства организмов в качестве молекул-аккумуляторов энергии используется АТФ, одинаковы также механизмы расщепления сахаров и основной энергетический цикл клетки.
  4. Ферментативный характер биохимических процессов.

Биогеографические доказательства

Распространение животных и растений по поверхности Земли отражает процесс эволюции. Уоллес разделил поверхность земли на 6 зоогеографических зон: 1. Палеоарктическая зона (Европа, Северная и Средняя Азия, Северная Африка) 2. Неоарктическая (Северная Америка) 3. Эфиопская (Центральная и Южная Африка) 4. Австралийская (Австралия, Тасмания, Новая Зеландия) 5. Индомалайская (Индия,) 6. Неотропическая (Южная и Центральная Америка) Чем теснее связь континентов, тем больше родственных видов на них обитает, чем древнее изоляция, тем больше различий между животными и растениями.

Источники

  1. Андреева С. И., Андреев Н. И. Эволюционные преобразования двустворчатых моллюсков Аральского моря в условиях экологического кризиса Архивная копия от 27 сентября 2010 на Wayback Machine. — Омск: Изд-во Омского государственного педагогического университета, 2003. 382 с. — ISBN 5-8268-0672-9
  2. Левченко В. Ф. Эволюция биосферы до и после появления человека. СПб: 2003, 164c.

Дополнительно по теме

Категории