اهمیت مطالعه سری های فیلوژنتیک چیست؟ اهمیت بازسازی سری های فیلوژنتیک چیست: فیلوژنتیک مدرن
روش های تحقیق فیلوژنتیک به طور ارگانیک با روش های مطالعه حقایق تکامل مرتبط است. تاکنون، روش مورفولوژیکی را باید روش اصلی تحقیق فیلوژنتیک در نظر گرفت، زیرا تبدیلات به شکل یک ارگانیسم بدیهی ترین واقعیت باقی مانده است و به ما امکان می دهد پدیده های تبدیل گونه ها را با درجه موفقیت زیادی ردیابی کنیم.
البته از این نتیجه نمی‌شود که روش‌های دیگر برای مطالعات فیلوژنتیکی - فیزیولوژیکی، اکولوژیکی، ژنتیکی و غیره قابل استفاده نیستند. هر موجودی تحت تأثیر عوامل محیطی خاص تشکیل می شود، با آن تعامل دارد، در پیوندهای خاصی با موجودات دیگر است. با این حال، شکل یک موجود زنده، ساختار آن همیشه یک شاخص حساس از همه این ارتباطات باقی می ماند و به عنوان یک رشته راهنما برای محقق مسائل فیلوژنتیک عمل می کند. روش تحقیق مورفولوژیکی جایگاه پیشرو در مطالعه فیلوژنی را اشغال می کند و نتیجه گیری آن به طور کلی هنگام آزمایش با روش های دیگر تأیید شده است. مزیت بزرگ روش مورفولوژیکی در دسترس بودن ترکیب آن با روش تحقیق مقایسه ای است که بدون آن تشخیص واقعیت تغییر سیستم های زنده غیرممکن است. اعتبار روش مورفولوژیکی با این واقعیت افزایش می یابد که اساساً عمیقاً خود انتقادی است، زیرا می تواند در جهات مختلف اعمال شود.
اگر مواد دیرینه شناسی بزرگی داشته باشیم (مثلاً تکامل اسب)، می توانیم روش ریخت شناسی مقایسه ای را برای سری های متوالی اجداد و فرزندان اعمال کنیم و بنابراین جهت ها و روش های تکامل یک گروه معین را شناسایی کنیم. شکل ایده ای از ماهیت روش مورفولوژیکی مقایسه ای را ارائه می دهد که در مورد اجداد اسب اعمال می شود. کاهش متوالی انگشتان جانبی و رشد انگشت میانی (III) جهت رشد تکاملی "ردیف اسب" را نشان می دهد.
مقایسه اندام جربوآها با کاهش تعداد انگشتان دست و افزایش تخصص. 1 - jerboa کوچک Allactaga elator، 2 - Salpingotas Koslovi، 3 - Dipus sagitta با پاهای بوته ای. I-V - انگشتان از اول تا پنجم (طبق گفته وینوگرادوف)
علاوه بر این، داده های دیرینه شناسی با مطالعات تشریحی مقایسه ای اشکال مدرن هماهنگ هستند. شکل، اندام های سه فرم را با تعداد انگشتان رو به کاهش مقایسه می کند. اگرچه این یک سری فیلوژنتیک نیست، اما این تصور را ایجاد می کند که هر سه اندام نتیجه تجلی فرآیندهای مشابهی هستند که به مراحل مختلف رشد رسیده اند. بنابراین، روش مورفولوژی تطبیقی، در رابطه با فرم های مدرن، صرف نظر از دیرینه شناسی، این احتمال را ایجاد می کند که برای مثال، پای تک انگشتی باید از یک پا چند انگشتی ایجاد شده باشد. وقتی این نتیجه‌گیری‌ها به حقایق جنین‌شناسی تطبیقی اضافه می‌شوند و نشان می‌دهند که مثلاً در جنین اسب، انگشت‌های جانبی پا تشکیل می‌شوند و سپس به تدریج کاهش می‌یابند، آن‌گاه نتیجه‌گیری ما در مورد منشأ اسب یک انگشتی از بسیاری از موارد است. اجداد انگشت پا حتی محتمل تر می شود.
همزمانی این داده ها نشان می دهد که حقایق دیرینه شناسی، آناتومی مقایسه ای اشکال بالغ و جنین شناسی مقایسه ای متقابلاً یکدیگر را کنترل و تکمیل می کنند و در مجموع یک روش مصنوعی سه گانه تحقیقات فیلوژنتیک را تشکیل می دهند که توسط Haeckel (1899) پیشنهاد شده است و هنوز خود را از دست نداده است. اهمیت امروز پذیرفته شده است که همزمانی داده های دیرینه شناسی، آناتومی مقایسه ای و جنین شناسی، تا حدی، به عنوان اثبات درستی ساختارهای فیلوژنتیکی عمل می کند.
اینها کلی ترین اصول تحقیقات فیلوژنتیک هستند.
اجازه دهید اکنون عناصر توصیف شده مختصری از یک روش یکپارچه تحقیقات فیلوژنتیک را در نظر بگیریم.
داده های دیرینه شناسی قانع کننده ترین هستند. با این حال، آنها یک نقص عمده دارند، یعنی دیرینه شناس فقط با ویژگی های مورفولوژیکی و علاوه بر آن موارد ناقص سروکار دارد. ارگانیسم به عنوان یک کل فراتر از محدوده تحقیقات دیرینه شناسی است. با توجه به این موضوع، برای دیرینه شناس اهمیت ویژه ای دارد که تمام نشانه های موجود از حیواناتی را که با بقایای آنها سروکار دارد، در نظر بگیرد. در غیر این صورت، نتایج فیلوژنتیک او ممکن است اشتباه باشد.
اجازه دهید فرض کنیم که اشکال A، B، C، D، E، E جایگزین یکدیگر در افق های زمین شناسی متوالی می شوند، و دیرینه شناس این فرصت را دارد که مجموع مشخصی از ویژگی های آنها را مشاهده کند - a، b، c و غیره. همچنین فرض کنید که شکل A دارای ویژگی های a 1، b 1، c 1 است و در اشکال B، C، D، ... این ویژگی ها تغییر می کند (به ترتیب a 2, b 2, c 2 .. a 3, b 3، ج 3 ...، و غیره .). سپس به مرور زمان سری داده های زیر را بدست می آوریم
به عنوان مثال، این لوح مربوط به یک "ردیف" از اجداد اسب است، جایی که از Eopippus گرفته تا اسب ما در توسعه تعدادی از ویژگی ها متوالی هستیم. جدول توسعه پی در پی همه ویژگی های پیشرو را نشان می دهد. هر علامت بعدی (مثلاً 4) از هر علامت قبلی (مثلاً 3) مشتق شده است. در چنین مواردی احتمال تشکیل سری A، B، C، D، E، E می شود سری فیلوژنتیک، یعنی تعدادی از اجداد و اولاد آنها. این سریال از eohippus تا اسب و برخی دیگر است.
حال فرض کنید با داده های زیر سروکار داریم
یعنی تعدادی فرم را بیان می کنیم که در زمان متوالی جایگزین یکدیگر می شوند و با توجه به یکی از علائم (ب) تصویری از توسعه متوالی از b 1 تا b 5 به دست می آید. با این وجود، سریال ما یک سریال فیلوژنتیک نیست، زیرا به عنوان مثال، در مورد شخصیت های a و b، ما تخصص ثابتی را رعایت نمی کنیم. به عنوان مثال، گونه A دارای فرمول A (a 1، b 1، b 1) است، اما گونه B واضح است که نسل مستقیم آن نیست، زیرا دارای فرمول B (a 4، b 2، b 2) و غیره است. بدیهی است که در اینجا ما با "قطعات" متوالی یک درخت فیلوژنتیک سروکار داریم که شاخه های زیادی از آن پیدا نشده است. بنابراین سری A، B، C، D، D، E در واقع برابر با A، B 1، C 2، D 3، D 1 است. این سریال پله ای نام دارد. برای توضیح تفاوت بین آن و سری فیلوژنتیک، از تصویری استفاده می کنیم که تکامل اسب را نشان می دهد. در اینجا سری های زیر فیلوژنتیک خواهند بود: eohippus، orohippus، mesohippus، parahippus، merigippus، pliohippus، plesippus، اسب. به عنوان مثال، مجموعه‌ای از اشکال زیر پله‌ای می‌شوند: هیراکوتریوم، اپی هیپوس، میوهیپوس، آنکیتریوم، هیپاریون، هیپیدیوم، اسب. همه اینها اجداد و فرزندان نیستند، بلکه شاخه های جانبی متوالی اما پراکنده درخت فیلوژنتیک هستند.
همانطور که می بینید ، سری پله ای از اهمیت کاری بالایی برخوردار است ، زیرا بر اساس آن می توان نتیجه گرفت که اسب از یک اجداد چند داکتیل است.
در نهایت، ممکن است مواجه شوید محدوده تطبیقی، توسعه هر گونه سازگاری را نشان می دهد. چنین سریالی ممکن است بخشی از یک سری فیلوژنتیک باشد، به عنوان مثال، انطباق پای اسب با دویدن، اما اغلب اینطور نیست و می توان یک سریال تطبیقی را حتی به قیمت اشکال مدرنی که شکل نمی گیرند، ساخت. یک سری فیلوژنتیک اصلا همانطور که می بینیم، یک دیرینه شناس باید با مشکلات بزرگی روبرو شود. مطالب او پراکنده و ناقص است.
با این حال، برخی از جبران ناقص بودن داده های دیرینه شناسی، امکان گسترش داده های محیطی به دیرینه شناسی است. شکل خاصی از یک اندام (ساختار پا، ساختار دستگاه دندان و غیره) به فرد اجازه می دهد تا در مورد سبک زندگی و حتی ترکیب غذای حیوانات منقرض شده نتیجه گیری کند. این امر امکان بازسازی روابط اکولوژیکی آنها را فراهم می کند. حوزه مربوط به دانش، که در آثار V. O. Kovalevsky ایجاد شد، paleobiology نامیده شد (Abel, 1912). این باعث تقسیم ایده‌های دیرینه‌شناس درباره حیوانات منقرض شده می‌شود. با توجه به اشکال عاری از اسکلت، دیرینه شناسی فقط مطالب ناچیزی در مورد فیلوژنتیک ارائه می دهد و در این موارد مورفولوژی مقایسه ای با روش مطالعه تطبیقی ساختارهای همولوگ اشکال بالغ و جنینی مدرنیته زمین شناسی حرف اول را می زند. فقدان داده های دیرینه شناسی، استنتاج فیلوژنتیک را بسیار دشوارتر می کند. بنابراین، ساختارهای فیلوژنتیک ما در رابطه با آن اشکالی که مواد دیرینه شناسی برای آنها شناخته شده است، قابل اعتمادترین هستند.
با این وجود، حتی در غیاب داده های دیرینه شناسی، محقق بدون سلاح باقی نمی ماند. در این مورد از روش دیگری یعنی بررسی مراحل رشد انتوژنتیک استفاده می کند.
اگر خطایی پیدا کردید، لطفاً قسمتی از متن را برجسته کرده و کلیک کنید Ctrl+Enter.
یکی از شناخته‌شده‌ترین و بهترین مورد مطالعه‌شده، سری فیلوژنتیک ونگل‌های تک انگشتی مدرن است. یافته های دیرینه شناسی متعدد و اشکال انتقالی شناسایی شده، یک پایگاه شواهد علمی برای این مجموعه ایجاد می کند. سری فیلوژنتیک اسب که توسط زیست شناس روسی ولادیمیر اونفریویچ کووالفسکی در سال 1873 توصیف شد، امروزه به عنوان نمادی از دیرینه شناسی تکاملی باقی مانده است.
تکامل در طول قرن ها
در تکامل، سری‌های فیلوژنتیکی شکل‌های انتقالی متوالی هستند که منجر به شکل‌گیری گونه‌های مدرن شدند. بر اساس تعداد لینک‌ها، سریال می‌تواند کامل یا جزئی باشد، اما وجود فرم‌های انتقالی متوالی پیش‌نیاز توصیف آنها است.
سری فیلوژنتیک اسب دقیقاً به دلیل وجود چنین اشکال متوالی که جایگزین یکدیگر می شوند، شواهدی از تکامل در نظر گرفته می شود. تعدد یافته های دیرینه شناسی به آن درجه بالایی از قابلیت اطمینان می دهد.
نمونه هایی از سری های فیلوژنتیکی
ردیف اسب ها تنها در میان نمونه های شرح داده شده نیست. سری فیلوژنتیک نهنگ ها و پرندگان به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است و از قابلیت اطمینان بالایی برخوردار است. و بحث برانگیز در محافل علمی و بیشترین استفاده در تلقینات مختلف پوپولیستی، سری فیلوژنتیک شامپانزه ها و انسان های مدرن است. مناقشات در مورد حلقه های میانی گمشده اینجا در جامعه علمی ادامه دارد. اما مهم نیست که چقدر دیدگاه ها وجود دارد، اهمیت سری های فیلوژنتیکی به عنوان شواهدی از سازگاری تکاملی موجودات در شرایط متغیر محیطی غیر قابل انکار است.
ارتباط بین تکامل اسب ها و محیط زیست
مطالعات متعدد توسط دیرینه شناسان نظریه O. V. Kovalevsky را در مورد رابطه نزدیک تغییرات در اسکلت اجداد اسب ها با تغییرات در محیط تأیید کرده است. تغییر آب و هوا منجر به کاهش مناطق جنگلی شد و اجداد صحرای تک انگشتی مدرن با شرایط زندگی در استپ ها سازگار شدند. نیاز به حرکت سریع باعث ایجاد تغییراتی در ساختار و تعداد انگشتان دست‌ها، تغییرات در اسکلت و دندان‌ها شد.
اولین حلقه در زنجیره
در اوایل ائوسن، بیش از 65 میلیون سال پیش، اولین اجداد اسب مدرن زندگی می کرد. این یک "اسب کم ارتفاع" یا Eohippus است که به اندازه یک سگ (تا 30 سانتی متر) بود، روی کل پای اندام قرار داشت که دارای چهار انگشت (جلو) و سه (پشت) با سم های کوچک بود. Eohippus از شاخه ها و برگ ها تغذیه می کرد و دندان های سلی داشت. رنگ قهوه ای و موهای کم پشت روی دم متحرک - این جد دور اسب ها و گورخرها روی زمین است.
واسطه ها
حدود 25 میلیون سال پیش، آب و هوا روی این سیاره تغییر کرد و گستره های استپی جایگزین جنگل ها شدند. در میوسن (20 میلیون سال پیش)، مزوهیپوس و پارهیپوس ظاهر شدند که بیشتر شبیه به اسب های امروزی هستند. و اولین نیای گیاهخوار در سری فیلوژنتیک اسب را مریخیپوس و پلیوهیپوس می دانند که 2 میلیون سال پیش پا به عرصه حیات گذاشتند. هیپاریون - آخرین پیوند سه انگشتی
این جد در میوسن و پلیوسن در دشت های آمریکای شمالی، آسیا و آفریقا زندگی می کرده است. این اسب سه انگشتی که شبیه غزال است، هنوز سم نداشت، اما می توانست سریع بدود، علف می خورد و این او بود که سرزمین های وسیعی را اشغال کرد.
اسب یک انگشتی - پلیوهیپوس
این نمایندگان یک انگشتی 5 میلیون سال پیش در همان سرزمین هایی ظاهر می شوند که هیپاریون ها قرار دارند. شرایط محیطی در حال تغییر است - آنها حتی خشک تر می شوند و استپ ها به طور قابل توجهی در حال گسترش هستند. اینجاست که تک انگشتی نشانه مهم تری برای بقا است. این اسب‌ها تا 1.2 متر ارتفاع داشتند و دارای 19 جفت دنده و ماهیچه‌های قوی پا بودند. دندان‌های آنها تاج‌های بلند و چین‌های مینای دندان با لایه سیمانی توسعه‌یافته پیدا می‌کنند.
اسب را می شناسیم
اسب مدرن، به عنوان آخرین مرحله از سری فیلوژنتیک، در پایان نئوژن ظاهر شد و در پایان آخرین عصر یخبندان (حدود 10 هزار سال پیش)، میلیون ها اسب وحشی قبلاً در اروپا و آسیا در حال چرا بودند. اگرچه تلاش شکارچیان بدوی و کاهش مراتع اسب وحشی را در 4 هزار سال پیش به یک امر نادر تبدیل کرد. اما دو زیرگونه آن - تارپان در روسیه و اسب پرژوالسکی در مغولستان - توانستند بسیار بیشتر از بقیه دوام بیاورند.
اسب های وحشی
امروزه عملاً هیچ اسب وحشی واقعی باقی نمانده است. تارپان روسی یک گونه منقرض شده در نظر گرفته می شود و اسب پرژوالسکی در شرایط طبیعی وجود ندارد. گله های اسبی که آزادانه چرا می کنند اشکال اهلی وحشی هستند. اگرچه چنین اسب هایی به سرعت به زندگی وحشی باز می گردند، اما هنوز با اسب های واقعا وحشی تفاوت دارند.
یال ها و دم های بلندی دارند و رنگ های مختلفی دارند. منحصراً برزنت‌های موش و اسب‌های دان پرژوالسکی دارای چتری، یال و دم هستند.
در آمریکای مرکزی و شمالی، اسب های وحشی به طور کامل توسط سرخپوستان نابود شدند و تنها پس از ورود اروپایی ها در قرن پانزدهم در آنجا ظاهر شدند. نوادگان وحشی اسب های فاتحان گله های متعددی از موستانگ ها را به وجود آوردند که امروزه تعداد آنها با تیراندازی کنترل می شود.
علاوه بر موستانگ ها، دو گونه از پونی های جزیره ای وحشی در آمریکای شمالی وجود دارد - در جزایر Assateague و Sable. گله های نیمه وحشی اسب های کامارگ در جنوب فرانسه یافت می شوند. برخی از اسب های وحشی را می توان در کوه ها و تالاب های بریتانیا نیز یافت.
اسب های مورد علاقه ما
انسان اسب را اهلی کرد و بیش از 300 نژاد از آن را پرورش داد. از اسب های سنگین وزن گرفته تا پونی های مینیاتوری و اسب های مسابقه ای خوش تیپ. حدود 50 نژاد اسب در روسیه پرورش داده می شود. معروف ترین آنها ران گردان Oryol است. منحصراً رنگ سفید، یورتمه سواری عالی و چابکی - این ویژگی ها توسط کنت اورلوف که بنیانگذار این نژاد در نظر گرفته می شود بسیار ارزشمند بود.
سوال 1. تفاوت بین تکامل کلان و خرد چیست؟
منظور ما از ریز تکامل، تشکیل گونه های جدید است.
مفهوم تکامل کلان به منشأ گونه های فوق گونه ای (جنس، نظم، قبیله، نوع) اشاره می کند.
با این وجود، هیچ تفاوت اساسی بین فرآیندهای تشکیل گونه های جدید و فرآیندهای تشکیل گروه های طبقه بندی بالاتر وجود ندارد. اصطلاح "ریز تکامل" به معنای امروزی توسط N.V. Timofeev-Resovsky در سال 1938 معرفی شد.
سوال 2. چه فرآیندهایی نیروهای محرکه تکامل کلان هستند؟ نمونه هایی از تغییرات کلان تکاملی را ذکر کنید.
در تکامل کلان، فرآیندهای مشابه در زمان گونه زایی عمل می کنند: شکل گیری تغییرات فنوتیپی، مبارزه برای وجود، انتخاب طبیعی، انقراض کمترین سازگاری.
نتیجه فرآیندهای کلان تکاملی تغییرات قابل توجهی در ساختار خارجی و فیزیولوژی موجودات است - مانند، برای مثال، تشکیل یک سیستم گردش خون بسته در حیوانات یا ظهور روزنه ها و سلول های اپیتلیال در گیاهان. دستاوردهای تکاملی اساسی از این نوع شامل تشکیل گل آذین یا تبدیل اندام جلویی خزندگان به بال و تعدادی دیگر است.
سوال 3. چه حقایقی زیربنای مطالعه و شواهد تکامل کلان است؟
متقاعد کننده ترین شواهد در مورد فرآیندهای کلان تکاملی از داده های دیرینه شناسی به دست می آید. دیرینه شناسی بقایای فسیلی موجودات منقرض شده را مطالعه می کند و شباهت ها و تفاوت های آنها را با موجودات مدرن مشخص می کند. دیرینه شناسان از بقایای آن، ظاهر موجودات منقرض شده را بازسازی می کنند و در مورد گیاهان و جانوران گذشته اطلاعاتی کسب می کنند. متأسفانه، مطالعه اشکال فسیلی تصویر ناقصی از تکامل گیاهان و جانوران به ما می دهد. بیشتر بقایای بدن از قسمت های جامد موجودات تشکیل شده است: استخوان ها، پوسته ها و بافت های حمایت کننده خارجی گیاهان. فسیل‌هایی که آثاری از گودال‌ها و گذرگاه‌های حیوانات باستانی، آثار اندام‌ها یا کل ارگانیسم‌های باقی‌مانده بر روی رسوبات نرم را حفظ می‌کنند، بسیار جالب هستند.
سوال 4. مطالعه سری های فیلوژنتیک چه اهمیتی دارد؟مطالب از سایت
مطالعه سری های فیلوژنتیک ساخته شده بر اساس داده های دیرینه شناسی، آناتومی مقایسه ای و جنین شناسی برای توسعه بیشتر نظریه کلی تکامل، ساختن یک سیستم طبیعی از موجودات، و بازسازی تصویر تکامل مهم است. یک گروه سیستماتیک خاص از موجودات.
در حال حاضر، برای ساخت سری های فیلوژنتیک، دانشمندان به طور فزاینده ای از داده های علومی مانند ژنتیک، بیوشیمی، زیست شناسی مولکولی، جغرافیای زیستی، رفتارشناسی و غیره استفاده می کنند.
