13.4. Подтверждения теории эволюции

Почему все таки устояла дарвиновская концепция эволюции? По-видимому, из-за того, что по мере проникновения дарвинизма в конкретные биологические дисциплины эта теория позволяла объяснять и связывать между собой весьма разнородные и нестыковавшиеся до того факты. Большая часть данных о которых ниже пойдет речь не была доступна Дарвину и Уоллесу; и хотя они не могут быть беспорными доказательствами, тем не менее, они в значительной степени подтверждают теорию эволюции.

Данные палеонтологии. Смена фаун и флор в последовательных геологических эпохах издавна наводила ученых на мысль о возможном происхождении более молодых групп от более древних. Палеонтологические доказательства эволюции - едва ли не самый убедительный документ протекания эволюционных процессов. Главнейшими палеонтологическими доказательствами являются следующие факты.

Наличие ископаемых переходных форм - организмов, сочетающих признаки более древних и более молодых групп. Ярким представитель переходных форм - ископаемый Ichtniostega, позволяющий связать рыб с наземными позвоночными. Переходной хормой от рептилий к птицам является юрская первоптица Archaeopterix. Она имела длинный хвост, несросшиеся позвонки, брюшные ребра и зубы как у рептилий, но тело было покрыто перьями, а передние конечности превращены в типичные крылья.

Палеонтологические ряды ископаемых форм, связанных друг с другом генетическим родством и отражающих ход филогенеза. К настоящему времени известно довольно много таких рядов. Наиболее показателен эволюционный ряд лошадей (рис. 13.1). Главные направления в эволюции лошадей касались способа передвижения и питания. Каждый из видов соответствует некоторой стадии, которая процветала в течении нескольких миллионов лет, прежде чем вымерла. Место вымершего вида занимал другой, близкородственный ему вид.

Данные биогеографии. Географическое распространение многих животных и растений на Земле может быть объяснено только с эволюционных позиций. Например, наличие биогеографических областей. Своеобразие животного и растительного мира каждой из биогеографических областей объясняется историей формирования земной поверхности. Расхождение некогда единого массива суши (Пангеи) и длительная изоляция отдельных участков суши обеспечили появление своеобразной и отличной от соседних областей фаун и флор. Так, например, подкласс однопроходных млекопитающих и отряд казуаров характеризуют фауну Австралии. Отряды ленивцев, броненосцев характерны для Южной Америки. Для флоры неотропиков характерны кактусовые, бромелиевые, калловые и другие.

Особенности распространения близкородственных форм. Во многих случаях близкородственные формы обитают в сильно удаленных друг от друга областях. Например, еноты в Северной и Южной Америке и в Юго-Восточной Азии; двуякодышашие рыбы (Dipnoi) в тропиках Южной Америки, Африки и Австралии, а судя по ископаемым остаткам последние были распространены гораздо шире, чем в наши дни.

Островные формы. Фауна и флора островов оказывается тем более своеобразной, чем глубже и дольше эти острова были изолированы от основной суши. Так, например, сравнительно недавно потерявшие связь с материком Британские острова имеют фауну с ограниченным числом автохтонных форм (куропатка-граус, два вида полевок, несколько сигов, ряд улиток и насекомых). С другой стороны, давно обособившийся (десятки миллионов лет) от африканского материка остров Мадагаскар имеет фауну настолько своеобразную, что выделяется в особую зоогеографическую подобласть (из 36 родов млекопитающих 32 эндемичны, из 127 родов птиц эндемична почти половина). Классическим примером эволюции группы близких видов на островах являются галапагосские вьюрки.

Реликты - виды с комплексом признаков, характерных для давно вымерших групп. Широко известный реликт - кистеперая рыба латимерия, сохранившаяся малоизмененной с девона в глубоководьях побережья Восточной Африки. Среди наземных животных наиболее известна гаттерия - современная форма рептилий, живших десятки миллионов лет назад в мезозее. Среди растений реликтом является, например, гинкго, а среди беспозвоночных - мечехвост.

Данные морфологии.

Гомологичные органы - органы с общим планом строения, развивающиеся из сходных зачатков. Установление гомологии органов позволяет сделать вывод о родстве исследуемых организмов. Классический пример - гомологичное строение конечностей позвоночных животных. В курсе зоологии беспозвоночных животных известны гомологии параподий Polychaeta и конечностей членистоногих.

Рудиментарные органы и атавизмы. Кроме классических примеров атавизмов у животных, типа задний пояс конечностей у китообразных, питона; крылья киви и т.п., можно привести примеры рудиментов у человека - ушные мышцы, мелкая мускулатура волосяных фолликул.

Данные эмбриологии.

Теория зародышевого сходства (первая половина XIX века, автор Карл Бэр): чем более ранние стадии индивидуального развития исследуются, тем больше сходства обнаруживается между различными организмами. Например, на ранних стадиях развития эмбрионы позвоночных не отличаются друг от друга.

Принцип рекапитуляции Эрнста Геккеля: в процессе онтогенеза как бы повторяются (рекапитулируются) многие черты строения предковых форм.

Данные молекулярной биологии. Сравнение белков позволило доказать, что ближайшие родственники человека - высшие человекообразные обезьяны. Обнаружено филогенетическое сходство хищных млекопитающих и ластоногих, близость птиц с крокодилами и черепахами. Показаны различия бесхвостых и хвостатых амфибий и т.д.

Гибридизация ДНК позволяет получать количественную оценку эволюционных изменений ее молекулы. ДНК человека, например, гомологична ДНК макаки на 66%, быка - на 28, крысы - на 17, лосося - на 8, бактерии кишечной палочки - на 2%.

Список литературы

Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. М.: Мир. 1990. Т. 3.

Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного отбора. М: Просвещение. 1987.

Шарова И.Х. Проблемы теории эволюции. М.: Знание. 1981.

Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение. М.: Высшая шк. 1981.

Общая биология

Лекция 14

Концепция микроэволюции

Концепцию генетически изменчивых популяций как самовоспроизводящихся эволюционирующих единиц ни в коей мере нельзя считать самоочевидной. Этой концепции не существовало ни в 18, ни в начале 19 веков, а в некоторых отраслях биологии она отсутствует и до сих пор. Согласно Майру, ввел ее в биологию Ч. Дарвин в 1859 году. В соответствии с господствовавшим в то время типологическим подходом, отдельные организмы представляют собой несовершенные, уклоняющиеся проявления некоего архетипа того вида, к которому они принадлежат. Чрезвычайно важным, хотя и скрытым достоинством переворота, совершенного Дарвиным в биологии, было замена типологического мышления на популяционный. Сам же термин "популяция" был введен В. Иогансеном в 1903 году.