Какво е значението на изучаването на филогенетиката. Методи на филогенетични изследвания
Методите на филогенетичните изследвания са органично свързани с методите за изучаване на еволюционните факти. Досега основният метод на филогенетични изследвания трябва да се счита за морфологичен метод, тъй като трансформацията на формата на организъм остава най -очевидният факт и дава възможност да се проследят явленията на трансформация на видовете с висока степен на успех.
От това, разбира се, не следва, че други методи не са приложими за филогенетични изследвания - физиологични, екологични, генетични и пр. Формата и функцията на един организъм са неразривно свързани. Всеки организъм се формира под въздействието на специфични фактори на околната среда, той взаимодейства с него, намира се в определени връзки с други организми. Въпреки това, формата на организъм, неговата структура остава винаги чувствителен индикатор за всички тези връзки и служи като водеща нишка за изследовател на филогенетични проблеми. Морфологичният метод на изследване заема водеща позиция в изучаването на филогенезата и неговите заключения като цяло са потвърдени чрез тестването им с други методи. Голямото предимство на морфологичния метод е наличието на комбинирането му със сравнителен изследователски метод, без който е невъзможно да се открие самият факт на трансформацията на живите системи. Реалността на морфологичния метод е значително подобрена от факта, че той е по същество дълбоко самокритичен, тъй като може да се прилага в различни посоки.
Ако разполагаме с голям палеонтологичен материал (например еволюцията на кон), можем да приложим сравнително-морфологичния метод към последователни последователи от предци и потомци и по този начин да разкрием посоките и начините на еволюция на дадена група. Чертежът дава представа за същността на сравнителния морфологичен метод, приложен към предците на коня. Последователното намаляване на страничните пръсти и развитието на средния (III) пръст показват посоката на еволюционното развитие на „конския ред“.
Сравнение на крайниците на тушканците с намаляващ брой пръсти и нарастваща специализация. 1 - малък ербоа Allactaga elator, 2 - Salpingotas Koslovi, 3 - Uplifted Dipus sagitta. I -V - пръсти от първия до петия (Според Виноградов)
Освен това, палеонтологичните данни са в хармония със сравнителните анатомични изследвания на съвременните форми. Фигурата сравнява крайниците от три форми с намаляващ брой пръсти. Въпреки че това не е филогенетична поредица, все още се създава идеята, че и трите крайника са резултат от проявата на подобни процеси, достигнали различни етапи на развитие. Следователно, сравнителният морфологичен метод по отношение на съвременните форми, независимо от палеонтологията, прави възможно, например, еднопръстото стъпало да е еволюирало от многопръстовото. Когато тези изводи се присъединят към фактите от сравнителната ембриология, показващи, че например в ембриона на кон се поставят странични пръсти и след това те постепенно се намаляват, тогава нашият извод за произхода на еднопръстен кон от многокрак предшественик става още по-вероятен.
Съвпадението на тези данни показва, че фактите от палеонтологията, сравнителната анатомия на възрастните форми и сравнителната ембриология взаимно се контролират и допълват, образувайки в своята съвкупност синтетичен тройен метод на филогенетични изследвания, предложен от Хекел (1899) и не е загубил значението си днес. Предполага се, че съвпадението на данните на палеонтологията, сравнителната анатомия и ембриологията до известна степен служи като доказателство за правилността на филогенетичните конструкции.
Това са най -общите принципи на филогенетичните изследвания.
Нека сега разгледаме накратко описаните елементи на единния метод на филогенетични изследвания.
Най -убедителни са палеонтологичните данни. Те обаче имат голям дефект, а именно, палеонтологът се занимава само с морфологични знаци и освен това с непълни. Организмът като цяло е извън обхвата на палеонтологичните изследвания. С оглед на това за палеонтолога е особено важно да вземе предвид всички признаци на животни, с които разполага, с останките на които има работа. В противен случай неговите филогенетични заключения могат да се окажат погрешни.
Да приемем, че формите A, B, C, D, D, E се заменят взаимно в последователни геоложки хоризонти и че палеонтологът има възможност да наблюдава определена сума от техните характеристики - a, b, c и пр. Нека по -нататък приемаме, че формата A има характеристики a 1, b 1, c 1, а във форми B, C, D, ... тези знаци се променят (съответно a 2, b 2, c 2 .. a 3, b 3, c 3 ... и т.н. д.). След време получаваме такава поредица от данни
Тази таблетка съответства например на „поредицата“ от предците на конете, където от еопип до кон имаме последователна промяна в развитието на редица знаци. Таблицата показва последователното развитие на всички водещи знаци. Всяка следваща характеристика (например 4) е получена от всяка предишна (например, 3). В такива случаи става вероятно серията A, B, C, D, D, E да се образува филогенетични серии, тоест редица предци и техните потомци. Това е поредицата от eogippus до кон и някои други.
Да предположим, че сега имаме работа със следните данни,
тоест заявяваме редица форми, които последователно се заменят взаимно във времето и според един от знаците (б) получаваме картина на последователно развитие от b 1 до b 5. И все пак нашата поредица не е филогенетична поредица, тъй като например по отношение на героите a и b не наблюдаваме последователна специализация. Например формата A има формулата A (a 1, b 1, b 1), но формата B очевидно не е нейният пряк потомък, тъй като има формулата B (a 4, b 2, b 2) и т.н. Очевидно тук имаме работа с последователни „фрагменти“ от филогенетично дърво, много клони от които не са открити. Следователно редовете A, B, C, D, D, E всъщност са равни на A, B 1, C 2, D 3, D 1. Такъв ред се нарича стъпален ред. За да изясним разликите между него и филогенетичната серия, ще използваме фигура, показваща еволюцията на коня. Тук следващите серии ще бъдат филогенетични: еохип, орохип, мезохип, парахип, мерихип, плиохип, плесип, кон. Например, следната серия от форми ще бъде стъпаловидна: хиракотериум, епигип, миогип, анхитериум, хипарион, хипидиум, кон. Всичко това не са предци и потомци, а последователни, но разпръснати странични клони на филогенетичното дърво.
Както можете да видите, стъпаловидният ред е от голямо работно значение, тъй като, изхождайки от него, може да се заключи, че конят произхожда от многопръст предшественик.
Накрая човек може да се сблъска адаптивен редпоказва развитието на всяка адаптация. Такава поредица може да бъде част от филогенетична поредица, например адаптирането на крака на коня към бягане, но често това не е така и адаптивна поредица може да бъде направена дори за сметка на съвременните форми, които не образуват изобщо филогенетични серии. Както можете да видите, палеонтологът трябва да се сблъска с големи трудности. Материалът му е схематичен, непълен.
Някои компенсации за непълнотата на палеонтологичните данни обаче са възможностите за разширяване на екологичните данни до палеонтологията. Специфичната форма на органа (структурата на крака, структурата на зъбния апарат и т.н.) дава възможност да се направят изводи за начина на живот и дори за състава на храната на изчезнали животни. Оттук възниква възможността за възстановяване на техните екологични отношения. Съответното поле на знания, заложено в произведенията на В. О. Ковалевски, се нарича палеобиология (Абел, 1912). Той компенсира фрагментирания характер на представите на палеонтолога за изчезнали животни. По отношение на форми без скелет, палеонтологията предоставя само незначителен материал за филогенетиката и в тези случаи сравнителната морфология с нейния метод за сравнително изследване на хомоложни структури на възрастни и ембрионални форми на геоложка модерност е на първо място. Липсата на палеонтологични данни затруднява много филогенетичните изводи. Следователно нашите филогенетични конструкции са най -надеждни по отношение на онези форми, за които е известен палеонтологичният материал.
Въпреки това изследователят не остава без оръжие дори при липса на палеонтологични данни. В този случай той използва различен метод, а именно изследването на етапите на онтогенетичното развитие.
Ако откриете грешка, моля, изберете част от текста и натиснете Ctrl + Enter.
1. Какви факти могат да показват връзката между изчезналите и съвременните растения и животни?
Отговор. Според синтетичната теория на еволюцията еволюционният процес, протичащ в природата, е разделен на два етапа: микроеволюция и макроеволюция.
Макроеволюцията включва процеси, които водят до появата на систематични единици, по -големи от вида. Изучавайки макроеволюцията, съвременната естествена наука е натрупала редица научни факти, доказващи еволюцията на органичния свят. Всеки научен факт, който доказва поне едно от следните твърдения, може да се счита за доказателство за еволюцията.
Единството на произхода на живота (наличието на общи черти във всички живи организми).
Връзки между съвременни и изчезнали организми или между организми в голяма систематична група (наличието на общи черти в съвременните и изчезнали организми или сред всички организми в систематична група).
Действието на движещите сили на еволюцията (факти, потвърждаващи действието на естествения подбор).
Доказателствата за еволюцията, получени и натрупани в рамките на определена наука, представляват една група доказателства и са кръстени с името на тази наука.
Палеонтологията е наука за изкопаемите останки на изчезнали организми. Основателят на еволюционната палеонтология е руският учен В. О. Ковалевски. Доказателствата за еволюцията включват преходни вкаменелости и филогенетични серии от съвременни видове.
Преходните вкаменелости са изчезнали организми, които съчетават характеристики на по -стари и еволюционно по -млади групи. Те ви позволяват да идентифицирате семейните връзки, които доказват историческото развитие на живота. Такива форми се срещат както сред животните, така и сред растенията. Ихтиостега е преходна форма от кръстосани перки до древни земноводни - стегоцефална. Еволюционната връзка между влечугите и птиците се установява от първата птица (Archeopteryx). Връзката между влечуги и бозайници е звярът-гущер от групата на терапсидите. Сред растенията псилофитите (първите сухоземни растения) са преходна форма от водорасли към по -високи спори. Произходът на голосеменните от папрати се доказва от семенни папрати, а покритосеменните от голосеменните - от цикади.
Филогенетични (от гръцки филон - клан, племе, генезис - произход) серия - поредици от изкопаеми форми, отразяващи историческото развитие на съвременните видове (филогенеза). Понастоящем такива серии са известни не само за гръбначни животни, но и за някои групи безгръбначни. Руският палеонтолог В. О. Ковалевски реконструира филогенетичната поредица на съвременния кон
2. Какви видове древни растения и животни познавате?
Отговор. Точно преди 75 години най -старата риба в света, целакантът, е открита край бреговете на Южна Африка, която е съществувала на Земята преди стотици милиони години. В чест на това събитие ви каним да научите за нея и други древни животни и растения, които обитават нашата планета днес.
По -рано се смяташе, че тези риби са изчезнали в късната креда (преди 100,5 - 66 милиона години), но през декември 1938 г. уредникът на Музея в Източен Лондон (Южна Африка) Марджори Кортни -Латимер открива риба с твърди люспи и необичайни перки в уловът на местни рибари ... Впоследствие се оказа, че тази риба е живяла преди стотици милиони години и е жив вкаменелост.
Тъй като този целакант е намерен в река Чалумна, той е наречен Latimeria chalumnae. И през септември 1997 г. във водите близо до град Манадо, разположен на северния бряг на остров Сулавеси, учените забелязаха втори вид от тези риби - Latimeria menadoensis. Според генетичните изследвания тези видове са се разделили преди 30-40 милиона години, но разликите между тях са малки.
2. Гинко билоба.
В дивата природа това растение расте само в източен Китай. Въпреки това, преди 200 милиона години, той е бил разпространен по цялата планета, особено в Северното полукълбо, в райони с умерен климат и висока влажност. В Сибир от юрския и ранния креда е имало толкова много растения от клас Гинко, че останките им се намират в повечето седименти от тези периоди. Според изследователите през есента на това време земята е била буквално покрита с листа от гинко, като килим.
3. Дребният елен, или канчил, е не само най -малкият (височината му при холката е не повече от 25 сантиметра, а максималното тегло е около 2,5 килограма), но и най -древният вид артодактили на Земята. Тези животни са съществували преди 50 милиона години, точно когато заповедите на древните копитни животни едва започват да се формират. Оттогава канчилът почти не се е променил и повече от другите видове прилича на древните си предци.
4. Карпас от Мисисипи.
Риба, подобна на алигатор, панцирът от Мисисипи е една от най-старите риби, живеещи на Земята днес. В ерата на мезозоя нейните предци са обитавали много водни басейни. Днес панцирът на Мисисипи живее в долината на долната река Мисисипи, както и в някои сладководни езера в САЩ.
Тези малки сладководни ракообразни се считат за най -древните същества, живеещи на Земята днес. Представителите на този вид почти не са се променили от триасовия период. По това време току -що се появиха динозаври. Днес тези животни обитават почти всички континенти с изключение на Антарктида. Въпреки това, видът Triops cancriformis е най -разпространен в Евразия.
6. Метасеквоята е глиптостробоид.
Тези иглолистни дървета бяха широко разпространени в Северното полукълбо от Кредата до неогена. Днес обаче в дивата природа метасеквоята може да се види само в централен Китай, в провинциите Хубей и Съчуан.
7. Гоблинска акула.
Родът Mitsukurina, към който принадлежи този вид акули, за първи път стана известен благодарение на вкаменелостите, които датират от Средния еоцен (преди около 49-37 милиона години). Единственият съществуващ вид от този род, гоблинската акула, който живее в Атлантическия и Индийския океан, е запазил някои от примитивните черти на своите древни роднини и днес е жив вкаменелост.
Въпроси след § 61
1. Какво е макроеволюция? Какво общо имат макро- и микроеволюцията?
Отговор. Макроеволюцията е свръхспецифична еволюция, за разлика от микроеволюцията, която се среща в даден вид, в неговите популации. Въпреки това, няма фундаментални разлики между тези процеси, тъй като макроеволюционните процеси се основават на микроеволюционни. При макроеволюцията действат същите фактори - борбата за съществуване, естествения подбор и свързаното с тях изчезване. Макроеволюцията, подобно на микроеволюцията, е с различна природа.
Макроеволюцията се случва на исторически грандиозни интервали от време, така че не може да се изследва директно. Въпреки това науката разполага с много доказателства, които свидетелстват за реалността на макроеволюционните процеси.
2. Какви доказателства за макроеволюцията ни дават палеонтологичните данни? Дайте примери за преходни форми.
Отговор. Палеонтологията изучава изкопаемите останки на изчезнали организми и установява техните прилики и различия със съвременните организми. Палеонтологичните данни дават възможност да се опознае флората и фауната на миналото, да се възстанови появата на изчезнали организми, да се открие връзката между най -древните и съвременните представители на флората и фауната.
Убедителни доказателства за промените в органичния свят с течение на времето се получават от сравнението на изкопаеми останки от земните пластове от различни геоложки епохи. Тя ви позволява да установите последователността на появата и развитието на различни групи организми. Така например в най -древните слоеве се откриват останки от представители на видове безгръбначни, а в по -късни слоеве - останки от хордови. Дори по -младите геоложки слоеве съдържат останки от животни и растения, принадлежащи към видове, подобни на съвременните.
Палеонтологичните данни предоставят много материал за последователните взаимоотношения между различни таксономични групи. В някои случаи беше възможно да се установят преходни форми между най -древните и съвременни групи организми, в други - да се реконструират филогенетични серии, тоест поредица от видове, които последователно се заменят.
На брега на Северна Двина е открита група животински зъби. Те съчетават чертите на бозайници и влечуги. Влечугите с животински зъби са подобни на бозайниците по строежа на черепа, гръбначния стълб и крайниците, както и по разделянето на зъбите на кучешки зъби, резци и кътници.
Находката на Археоптерикс представлява голям интерес от еволюционна гледна точка. Това животно с размерите на гълъб имаше характеристиките на птица, но все пак запази чертите на влечугите. Птичи признаци: задни крайници с тарсус, наличие на пера, общ вид. Признаците на влечуги включват дълъг ред опашни прешлени, коремни ребра и наличие на зъби. Археоптериксът не може да бъде добър летец, тъй като гръдната му кост (без кила), гръдните мускули и мускулите на крилото са слабо развити. Гръбначният стълб и ребрата не са твърда скелетна система, стабилна по време на полет, както при съвременните птици. Археоптериксът може да се счита за преходна форма между влечуги и птици. Преходните форми съчетават чертите както на древните, така и на по -еволюционно младите групи едновременно. Друг пример е ихтиостег, преходна форма между сладководни кръстосани риби и земноводни.
3. Какво е значението на реконструкцията на филогенетичните серии?
Отговор. Филогенетични серии. За редица групи животни и растения палеонтолозите са успели да пресъздадат непрекъсната поредица от форми от древни до съвременни, отразяващи техните еволюционни промени. Вътрешният зоолог В. О. Ковалевски (1842–1883) пресъздаде филогенетичната поредица от коне. При конете, с преминаването към бързо и дълго бягане, броят на пръстите на крайниците намалява и в същото време размерът на животното се увеличава. Тези промени бяха резултат от промените в начина на живот на коня, който премина към хранене само с растителност, в търсене на която беше необходимо да се пътуват на дълги разстояния. Смята се, че всички тези еволюционни трансформации са отнели 60-70 милиона години.
Изследването на филогенетични серии, изградени въз основа на данни от палеонтологията, сравнителната анатомия и ембриология, е важно за по -нататъшното развитие на общата теория на еволюцията, изграждането на естествена система от организми и възстановяването на картината на еволюцията на специфична систематична група организми. В момента за изграждане на филогенетични серии учените все повече използват данни от такива науки като генетика, биохимия, молекулярна биология, биогеография, етология и др.
Въпрос 1. Каква е разликата между макро- и микроеволюция?
Микроеволюция- еволюция в рамките на даден вид; възниква въз основа на мутационна променливост под контрола на естествения подбор. По този начин микроеволюцията е самият начален етап от еволюционния процес, тя може да настъпи за относително кратки периоди от време и може да се наблюдава и изследва директно. В резултат на наследствена (мутационна) вариабилност настъпват случайни промени в генотипа. Най -често мутациите са рецесивни и освен това рядко са полезни за вида. Ако обаче в резултат на мутация настъпят полезни за всеки индивид промени, той получава някои предимства пред другите индивиди от популацията: получава повече храна или става по -устойчив на въздействието на патогенни бактерии и вируси и т.н. Например, появата на дълга шия позволи на предците на жирафа да се хранят с листа от високи дървета, които им осигуряват повече храна, отколкото индивиди в популацията с къса шия.
Макроеволюция- еволюция на надвидово ниво; води до образуването на големи таксони (от родове до типове и царства на природата). Макроеволюцията на органичния свят е процес на образуване на големи систематични единици: от видове - нови родове, от родове - нови семейства и т.н. Процесите на макроеволюция изискват огромни периоди от време, поради което е невъзможно да се изследва директно. Макроеволюцията обаче се основава на същите движещи сили като микроеволюцията: наследствена променливост, естествен подбор и репродуктивна дисоциация. Точно като микроеволюцията, макроеволюцията има различаващ се характер.
Въпрос 2. Какви процеси са движещите сили на макроеволюцията? Дайте примери за макроеволюционни промени.
Макроеволюцията се основава на същите движещи сили като микроеволюцията: наследствена променливост, естествен подбор и репродуктивна дисоциация. Точно като микроеволюцията, макроеволюцията има различаващ се характер.
Резултатът от макроеволюционните процеси са значителни промени във външната структура и физиологията на организмите, като например образуването на затворена кръвоносна система при животните или появата на устица и епителни клетки в растенията. Основните еволюционни придобивания от този вид включват образуването на съцветия или трансформацията на предните крайници на влечуги в крила и редица други.
Въпрос 3. Какви факти са в основата на изследването и доказателствата за макроеволюцията?
Най -убедителните доказателства за макроеволюционните процеси идват от палеонтологични данни. Такива доказателства включват намерените останки от изчезнали преходни форми, които позволяват проследяване на пътя от една група живи същества към друга. Например откритието на трипръстите и петпръстите предци на съвременния кон с един пръст доказва, че предшественикът на коня е имал по пет пръста на всеки крайник. Откриването на изкопаемите основи на Археоптерикс направи възможно да се направи извод за съществуването на преходни форми между влечуги и птици. Намирането на останки от изчезнали цветни папрати дава възможност за решаване на проблема с еволюцията на съвременните покритосеменни растения и т.н. За съжаление, изследването на изкопаемите форми ни дава непълна картина на еволюцията на флората и фауната. Повечето от останките се състоят от твърди частици на организми: кости, черупки, външни поддържащи тъкани на растенията. Голям интерес представляват вкаменелостите, които са запазили следи от дупки и пасажи на древни животни, отпечатъци от крайници или цели организми, оставени върху някога меки утайки.
Въпрос 4. Каква е значимостта на изучаването на филогенетичните серии?
Въз основа на палеоантологични находки са изградени филогенетични серии, тоест серии от видове, които последователно се заменят взаимно в процеса на еволюция. Изследването на филогенетични серии, изградени въз основа на данни от палеонтологията, сравнителната анатомия и ембриология, е важно за по -нататъшното развитие на общата теория на еволюцията, изграждането на естествена система от организми и възстановяването на картината на еволюцията на специфична систематична група организми.
В момента за изграждането на филогенетични серии учените все повече използват данни от такива науки като генетика, биохимия, молекулярна биология, биогеография, етология и др.
Тези физически промени са настъпили едновременно с големи промени в гъстотата на населението и социалната структура. Експертите ги наричат „еволюционна иновация, ново свойство, което отсъства в предшествената популация и се развива в хода на еволюцията при тези гущери“.
Филогенеза (от гръцки „филон“ - род, племе и „генезис“), историческото развитие на организмите, за разлика от онтогенеза - индивидуалното развитие на организмите. Филогенията - еволюцията в миналото - не може да се наблюдава директно, а филогенетичните реконструкции не могат да бъдат проверени експериментално.
Например, през 1844 г. са открити някои вкаменени зъбки, наречени конодонти. Челюстите, за разлика от всички съвременни птици, имаха зъби като влечуги. Втората трудност е, че е технически невъзможно да се проучи напълно организацията дори на едноклетъчен организъм. И най-примитивните тетраподи, и белодробните риби имат бели дробове и трикамерно сърце, състоящо се от две предсърдия и една камера.
Той също така формулира „метода на тройния паралелизъм“ - основният метод за филогенетични реконструкции, който все още се използва в модифицирана и допълнена форма. В резултат на това артериалната кръв от белите дробове и венозната кръв от останалата част от тялото се смесват, макар и не толкова, колкото при земноводните.
Паралелизмите и тяхното еволюционно значение
Този клон на еволюцията на долните гръбначни животни възниква в края на кембрийския период и е неизвестен в изкопаемо състояние от края на девонския период. Факт е, че хрилните кухини, мозъчната кухина, стените на много големи кръвоносни съдове и други вътрешни органи са били калцирани във вкаменелостите без челюсти. В този случай работи само сравнителна анатомия и в много необходима степен ембриология. Широкото използване на компютърни технологии улесни подобен анализ и кладограмите (от гръцкото "klados" - клон) започнаха да се появяват в повечето филогенетични публикации.
Изследването на структурата на нуклеинови киселини и други макромолекули сега се превърна в едно от най -важните допълнения към метода на тройния паралелизъм. Това може да се приеме като грешка, ако през 1983 г. М.Ф.
Изясняването се изразява във факта, че реконструкциите стават все по -детайлни. Ако има нещо непознато в света около нас, тогава задачата на науката е да изучава и обяснява тази неизвестност, независимо от теоретичното и практическото значение на предмета на изследване. Освен това филогенетичните реконструкции са основата, върху която се изясняват моделите на еволюция.
Има много други еволюционни модели, открити чрез филогенетични изследвания. Еволюционните процеси се наблюдават както в естествени, така и в лабораторни условия. Фактът на еволюция на вътревидово ниво е доказан експериментално, а процесите на видообразуване са наблюдавани директно в природата.
Доказателства за еволюцията
Въпреки това, някъде между поколения, наброяващи 31 хиляди и 32 хиляди, се случиха драматични промени в една от популациите, които не бяха наблюдавани в останалите. 36 години (изключително кратък период за еволюция) размерът и формата на главата се променят, силата на ухапване се увеличава и се развиват нови структури в храносмилателния тракт.
Освен това червата на новата популация съдържат нематоди, които отсъстват в първоначалната популация. По -специално, грануровирусът Cydia pomonella се използва активно за борба с трескавия молец Cydia pomonella (ларвите на който са самите "червеи" в червените ябълки).
Наблюденията на съвременните видове показват, че видообразуването се случва непрекъснато в съществуващите популации. Има много примери за това как различните видове могат да се кръстосват при изключителни условия. В зависимост от местообитанията около планините, саламандрите образуват различни форми, които постепенно променят своите морфологични и екологични характеристики.
Съдейки по вкаменелостите и измерванията на скоростта на мутации, пълна несъвместимост на геномите, която прави кръстосването невъзможно, се постига в природата средно за 3 милиона години. Това означава, че наблюдението на образуването на нов вид в естествени условия по принцип е възможно, но това е рядко събитие. В същото време, при лабораторни условия, скоростта на еволюционната промяна може да се увеличи, така че има основание да се надяваме да видим видообразуване при лабораторни животни.
Ябълковата люспа Rhagoletis pomonella е пример за наблюдавано симпатрично видообразуване (т.е. видообразуване в резултат на разделяне в екологични ниши). Практиката показва, че биологичните класификации, изградени въз основа на различни характеристики, са склонни към една и съща дървовидна йерархична схема - естествена класификация.
Точно този резултат може да се очаква с еволюционния произход на животните от общ прародител. Разклонението на филогенетичното дърво съответства на разделянето на популациите в процеса на видообразуване. По правило обекти, които не са възникнали в хода на еволюцията, не притежават това свойство. Можете, ако желаете, да комбинирате тези обекти в различни йерархии, но няма единна обективна йерархия, която да е по -добра от всички останали.
Терминът е въведен от германския еволюционист Е. Хекел през 1866 г. По -късно терминът „филогенеза“ получава по -широко тълкуване - на него се приписва значението на историята на еволюционния процес. Можем да говорим за филогенезата на отделните характери: органи, тъкани, биохимични процеси, структурата на биологичните молекули и за филогенезата на таксони от всякакъв ранг - от видове до супер царства. Целта на филогенетичните изследвания е да възстанови произхода и последователните еволюционни трансформации на изследваните структури и таксони.
Данните от палеонтологията, както вече беше споменато, въвеждат времева скала в тези реконструкции и я допълват с изчезнали форми, тоест те правят поредицата по -подробна и по този начин по -надеждна.
Един от най-известните и най-добре проучени от тях е филогенетичната поредица от съвременни еднопръсти копитни животни. Множество палеонтологични находки и идентифицирани преходни форми създават научната доказателствена база за тази поредица. Филогенетичната поредица от коня, описана от руския биолог Владимир Онуфриевич Ковалевски през далечната 1873 г., остава „икона“ на еволюционната палеонтология днес.
Еволюция през вековете
В еволюцията филогенетичните серии са преходни форми, които последователно се заменят, което доведе до формирането на съвременни видове. По отношение на броя връзки, поредицата може да бъде пълна или частична, но наличието на последователни преходни форми е предпоставка за тяхното описание.
Филогенетичните серии на коня се приписват на доказателствата за еволюцията именно поради наличието на такива последователни форми, които се заменят взаимно. Множеството палеонтологични находки го придават с висока степен на надеждност.
Примери за филогенетични серии
Редица коне не са единствените описани примери. Филогенетичната поредица от китове и птици е добре проучена и има висока степен на надеждност. А филогенетичната поредица от съвременни шимпанзета и хора е противоречива в научните среди и се използва най -много за различни популистки намеци. Споровете за липсващите междинни продукти тук не стихват в научната общност. Но без значение колко гледни точки има, значението на филогенетичните серии като доказателство за еволюционната адаптивност на организмите към променящите се условия на околната среда остава неоспоримо.
Връзката между еволюцията на конете и околната среда
Многобройни изследвания на палеонтолози потвърдиха теорията на О. В. Ковалевски за тясната връзка на промените в скелета на предците на конете с промените в околната среда. Променящият се климат доведе до намаляване на горските площи и предците на съвременните еднопръсти копитни животни се адаптираха към условията на живот в степите. Необходимостта от бързо движение предизвика промени в структурата и броя на пръстите на крайниците, промени в скелета и зъбите.
Първото звено във веригата
В ранния еоцен, преди повече от 65 милиона години, е живял първият предшественик на съвременния кон. Този „нисък кон“ или Еохип, който беше с размерите на куче (до 30 см), лежеше върху цялото стъпало на крайника, върху което имаше четири (предни) и три (задни) пръсти с малки копита. Еохипът яде издънки и листа и има грудкови зъби. Тъмен цвят и рядка коса на подвижна опашка - такъв е далечният прародител на коне и зебри на Земята.
Междинни връзки
Преди около 25 милиона години климатът на планетата се промени и степните пространства започнаха да заменят горите. В миоцена (преди 20 милиона години) се появяват мезохип и парахип, вече по -подобни на съвременните коне. А първият тревопасен прародител във филогенетичната поредица на коня се счита за мерихип и плиохип, които са влезли на арената на живота преди 2 милиона години. Хипарион - последната връзка с три пръста
Този прародител е живял в миоцена и плиоцена в равнините на Северна Америка, Азия и Африка. Този трипръстен кон, наподобяващ газела, все още нямаше копита, но можеше бързо да тича, ядеше трева и именно тя заемаше огромни територии.
Еднопръстен кон - плиохип
Тези едноръки представители се появяват преди 5 милиона години на същите територии като хипарионите. Условията на околната среда се променят - те стават още по -сухи, а степите нарастват значително. Тук един пръст се оказа по-важен знак за оцеляване. Тези коне бяха високи до 1,2 метра при холката, имаха 19 чифта ребра и силни мускули на краката. Зъбите им придобиват дълги корони и емайлови гънки с развит циментов слой.
Познат кон
Съвременният кон като последен етап от филогенетичната поредица се появява в края на неогена, а в края на последната ледникова епоха (преди около 10 хиляди години) милиони диви коне вече пасат в Европа и Азия. Въпреки че усилията на примитивните ловци и намаляването на пасищата направиха дивия кон рядкост преди 4 хиляди години. Но два от неговите подвидове - тарпан в Русия и конят на Пржевалски в Монголия - успяха да издържат много по -дълго от всички останали.
Диви коне
Днес практически не са останали истински диви коне. Руският тарпан се счита за изчезнал вид, а конят на Пржевалски не се среща в естествени условия. Стада коне, които пасат свободно, са диви опитомени форми. Такива коне, въпреки че бързо се връщат към дивия живот, все още се различават от наистина дивите коне.
Те имат дълги гриви и опашки и се предлагат в различни цветове. Изключително тъпите коне на Пржевалски и миши тарпани имат подстригани бретончета, гриви и опашки.
В Централна и Северна Америка дивите коне са напълно изтребени от индианците и се появяват там едва след пристигането на европейците през 15 век. Дивите потомци на конете на конкистадорите пораждат множество стада мустанги, чийто брой сега се контролира чрез стрелба.
В допълнение към мустангите, в Северна Америка има два вида диви островни понита - на островите Assateague и Sable. Полудивите стада коне Камарг се срещат в южната част на Франция. Някои диви понита могат да бъдат намерени и в планините и блатата на Великобритания.
Нашите любими коне
Човекът е опитомил коня и е отгледал повече от 300 от неговите породи. От тежка категория до миниатюрни понита и красиви състезателни коне. В Русия се отглеждат около 50 породи коне. Най -известният от тях е Орловската тръска. Изключително бял цвят, отличен тръс и пъргавина - тези качества бяха толкова оценени от граф Орлов, който се смята за основател на тази порода.
