系統系列の研究の意義は何ですか。 系統系列の再構成の意義は何か：現代系統学

系統発生研究の方法は、進化の事実を研究する方法と有機的に結びついています。 これまでのところ、形態学的方法は系統発生研究の主要な方法であると考えられています。なぜなら、生物の形態の変化は依然として最も明白な事実であり、種の変化の現象を追跡することをかなりの成功率で可能にするからです。

もちろん、このことから、生理学的、生態学的、遺伝学的などの他の方法が系統発生研究に適用できないということにはなりません。生物の形態と機能は密接に関係しています。 あらゆる生物は特定の環境要因の影響下で形成され、それと相互作用し、他の生物と特定の関係にあります。 しかし、生物の形態とその構造は、常にこれらすべての関連性を示す敏感な指標であり、系統発生学的問題の研究者にとって指針の役割を果たします。 形態学的研究方法は系統発生の研究において主導的な位置を占めており、その結論は通常、他の方法で検証されたときに確認されています。 形態学的手法の大きな利点は、比較研究手法と組み合わせて利用できることです。この手法なしでは、生命システムの変容の事実そのものを検出することは不可能です。 形態学的手法の有効性は、それがさまざまな方向に適用できるため、本質的に非常に自己批判的であるという事実によって大幅に強化されます。

自由に使える大規模な古生物学的資料 (たとえば、馬の進化) がある場合、比較形態学的手法を一連の祖先と子孫に適用することで、特定のグループの進化の方向と方法を特定することができます。 この図は、馬の先祖に適用された比較形態学的手法の本質を示しています。 側指の連続的な減少と中指 (III) の発達は、「馬シリーズ」の進化発展の方向性を示しています。

指の数が減り、専門性が高まったトビネズミの四肢の比較。 1 - 小さなトビネズミ Allactaga elator、2 - Salpingotas Koslovi、3 - 高地の Dipus sagitta。 I-V - 第 1 指から第 5 指まで (ヴィノグラドフによる)

さらに、古生物学的データは現代の形態の比較解剖学的研究と調和しています。 この図は、指の数を減らした 3 つの形態の手足を比較しています。 これは一連の系統発生ではありませんが、それでも、3 つの肢はすべて、異なる発達段階に達した同様のプロセスの発現の結果であるという考えが生まれています。 したがって、古生物学に関係なく、現代の形態との比較形態学的方法により、たとえば、一本指の足は多指症から発達したに違いないと仮定することが可能になります。 これらの結論に比較発生学の事実が加えられ、たとえばウマの胎児では側指が横たわり、その後徐々に減少することが示されると、一本指馬の起源が多指症の祖先であるという我々の結論はさらに確からしいものになる。

これらのデータの一致は、古生物学、成体形態の比較解剖学、および比較発生学の事実が相互に制御し、補完し合い、全体として Haeckel (1899) によって提案され、現在でもその重要性を失っていない系統発生研究の合成三重方法を形成していることを示しています。 古生物学、比較解剖学、発生学のデータの一致は、ある程度、系統学的構築の正確さの証拠として機能することが認められています。

これらは系統発生研究の最も一般的な原則です。

ここで、系統発生研究の統一された方法の簡単に説明された要素を検討してみましょう。

古生物学的な証拠が最も説得力があります。 しかしながら、それらには大きな欠陥がある。すなわち、古生物学者は形態学的特徴のみを扱い、さらには不完全なものを扱うということである。 生物全体としては古生物学的研究の域を超えています。 これを考慮すると、古生物学者にとって、遺体を扱う際に利用できる動物の痕跡をすべて考慮に入れることが特に重要です。 そうでなければ、彼の系統学的結論は間違っている可能性があります。

形態 A、B、C、D、E、E が連続する地層で互いに入れ替わり、古生物学者はそれらの特徴の一定の合計 (a、b、c など) を観察する機会があると仮定します。さらに、形態 A には特徴 a 1、b 1、c 1 があり、形態 B、C、D、... ではこれらの特徴が変化すると仮定します (それぞれ、a 2、b 2、c 2 .. a 3、b 3、in 3 ...など)。 ）。 その後、やがてこのような一連のデータが得られます

この板は、たとえば、ウマの祖先の「シリーズ」に対応しており、エオピップスからウマに至るまで、多数のキャラクターの発達に連続的な変化が見られます。 この表は、すべての主要な機能のその後の開発を示しています。 後続の各フィーチャ (たとえば、4) は、前の各フィーチャ (たとえば、3) から派生します。 このような場合、系列 A、B、C、D、E、E が形成される可能性が高くなります。 系統系列つまり、一連の祖先とその子孫です。 Eogippus から馬までのシリーズやその他のシリーズがこれに該当します。

次のデータを扱っているとします。

つまり、時間の経過とともに次々と入れ替わる多数の形式を述べ、特徴の 1 つ (b) に従って、b 1 から b 5 までの連続的な発展の図を取得します。 それにもかかわらず、たとえば文字 a と b に関しては一貫した特殊化が観察されないため、私たちの系列は系統系列系列ではありません。 たとえば、種 A は式 A (a 1, b 1, b 1) を持ちますが、種 B は式 B (a 4, b 2, b 2) などを持つため、明らかにその直接の子孫ではありません。明らかに、ここで扱っているのは系統樹の連続する「断片」であり、その多くの枝は見つかっていません。 したがって、系列 A、B、C、D、D、E は、実際には A、B 1、C 2、G 3、D 1 になります。 このようなシリーズはステップと呼ばれます。 系統系列との違いを明確にするために、馬の進化を示す図を使用します。 ここでは、次の系列が系統発生的になります: エオギッポス、オロギッポス、メソギッポス、パラギッポス、メリギッポス、プリオギッポス、プレシッポス、ウマ。 たとえば、ヒラコテリウム、エピギプス、ミオヒップス、アンキテリウム、ヒパリオン、ヒッピディウム、ホースといった一連のフォームがステップ化されます。 これらはすべて祖先や子孫ではなく、系統樹の連続的ではあるが散在する側枝です。

ご覧のとおり、階段状の列は実用上非常に重要です。これに基づいて、馬が多指族の祖先の子孫であると結論付けることができるからです。

最後に、あなたは遭遇するかもしれません 適応範囲、あらゆる適応の発展を示しています。 このような系列は系統系列の一部である可能性があります。たとえば、馬の足の走りへの適応などですが、多くの場合そうではなく、系統系列をまったく形成しない現代の形式を犠牲にしてでも適応系列を編集することができます。 ご覧のとおり、古生物学者は大きな困難に直面しなければなりません。 彼の資料は断片的であり、完全ではありません。

しかし、古生物学的データの不完全性をある程度補えるのは、生態学的データを古生物学に拡張する可能性である。 器官の特定の形態（脚の構造、歯の装置の構造など）から、絶滅した動物のライフスタイル、さらには食物の組成についての結論を引き出すことができます。 これにより、それらの生態関係を再構築する可能性が生まれます。 V. O. Kovalevsky の著書の中で定められた対応する知識分野は、古生物学と呼ばれていました (Abel、1912)。 それは、絶滅した動物についての古生物学者の考えの断片的な性質を補います。 骨格を持たない形態に関しては、古生物学は系統発生学に関して重要な資料しか提供していない。このような場合、比較形態学は、地質学的現代の成体形態と胎児形態の相同構造を比較研究する方法として最初に用いられる。 古生物学的データが不足しているため、系統学的推論を行うことがさらに困難になります。 したがって、我々の系統学的構築は、古生物学的資料が知られている形態に対して最も信頼性が高い。

それにもかかわらず、古生物学的データがない場合でも、研究者は無防備なわけではありません。 この場合、彼は別の方法、つまり個体発生の発達段階の研究を使用します。

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それらの中で最も有名で最も研究されているものの 1 つは、現生有蹄動物の系統発生系列です。 複数の古生物学的発見と特定された移行形態により、このシリーズの科学的証拠基盤が作成されます。 1873 年にロシアの生物学者ウラジーミル・オヌフリエヴィチ・コバレフスキーによって記述されたこの馬の系統系列は、今日でも進化古生物学の「象徴」であり続けています。

時代を超えた進化

進化において、系統系列は次々に互いに置き換えられ、現生種の形成につながる過渡的な形態です。 リンクの数によって、シリーズは完全であるか部分的であることができますが、連続する移行形式の存在がそれらを説明するための前提条件です。

馬の系統発生系列は、まさに、互いに置き換わるこのような連続した形態の存在により、進化の証拠と呼ばれます。 古生物学的発見の多さにより、高い信頼性が与えられています。

系統系列の例

記載されている例のうち、馬の数はそれだけではありません。 クジラと鳥類の系統系列はよく研究されており、高い信頼性があります。 そして、科学界で物議を醸し、さまざまなポピュリストのほのめかしで最もよく使われているのは、現代のチンパンジーと人類の系統発生系列です。 ここに欠けている中間リンクに関する論争は科学界で収まっていない。 しかし、どれほど多くの視点があるとしても、変化する環境条件に対する生物の進化的適応性の証拠としての系統系列の重要性には議論の余地がありません。

馬の進化を環境と結びつける

古生物学者の複数の研究により、馬の祖先の骨格の変化と環境の変化との密接な関係についてのO. V. コバレフスキーの理論が確認されました。 気候の変化により森林面積が減少し、現生の単指有蹄動物の祖先は草原の生活条件に適応しました。 素早い動きの必要性により、手足の指の構造や数が変化し、骨格や歯も変化しました。

チェーンの最初のリンク

6,500万年以上前の始新世初期に、現生馬の最初の偉大な祖先が生きていました。 これは犬ほどの大きさ（最大30cm）の「背の低い馬」またはエオヒップスで、手足の足全体に依存しており、その上に小さなひづめのある4本（前）と3本（後）の指がありました。 エオヒップスは新芽や葉を食べ、結核状の歯を持っていました。 茶色の色と動きやすい尾のまばらな毛 - これが地球上の馬やシマウマの遠い祖先です。

中間体

約 2,500 万年前、地球上の気候が変化し、森林に代わって草原が広がり始めました。 中新世 (2,000 万年前) には、メソギプスとパラヒップスが出現し、すでに現生の馬によく似ています。 そして、ウマの系統発生系列における最初の草食動物の祖先は、200万年前に生命の舞台に登場したメリギプスとプリオギプスであると考えられています。 ヒパリオン - 最後の三本指のリンク

この祖先は中新世と鮮新世の北米、アジア、アフリカの平原に住んでいました。 この三つ指の馬はガゼルに似ていて、まだひづめを持っていませんでしたが、速く走ることができ、草を食べ、広大な領土を占領したのは彼女でした。

一本指馬 - プリオギプス

これらの一本指の代表者は、500万年前にヒパリオンと同じ領域に現れました。 環境条件は変化しており、環境はさらに乾燥しており、草原は著しく成長しています。 ここで、一本指であることが生き残るためのより重要な兆候であることが判明しました。 これらの馬は体高が1.2メートルにも達し、19対の肋骨と強い脚の筋肉を持っていました。 彼らの歯は、セメント層が発達した長い歯冠とエナメル質のひだを獲得します。

おなじみの馬

系統発生系列の最終段階としての現代の馬は新第三紀の終わりに現れ、最後の氷河期の終わり（約1万年前）にはすでに数百万頭の野生馬がヨーロッパとアジアで放牧されていました。 原始的な狩猟者の努力と牧草地の減少により、野生の馬はすでに4000年前に希少なものになりました。 しかし、その 2 つの亜種、ロシアのターパンとモンゴルのプゼワルスキー馬は、他の亜種よりもはるかに長く持ちこたえることができました。

野生の馬

現在、本物の野生馬はほとんど残っていない。 ロシアのターパンは絶滅種と考えられており、プゼワルスキー馬は自然には存在しません。 自由に草を食む馬の群れは、家畜化された野生動物です。 このような馬はすぐに野生生活に戻りますが、それでも真の野生馬とは異なります。

長いたてがみと尾があり、斑入りです。 プルゼワルスキーの例外的に日焼けした馬やネズミのターパンは、いわば、前髪、たてがみ、尻尾がトリミングされています。

中米と北アメリカでは、野生の馬はインディアンによって完全に絶滅され、15世紀にヨーロッパ人が到着して初めて出現しました。 征服者の馬の野生の子孫は多数のムスタングの群れを生み出しましたが、現在ではその数は銃撃によって管理されています。

マスタングに加えて、北米にはアサティーグ島とセーブル島に 2 種類の野生の島ポニーがいます。 カマルグ馬の半野生の群れは南フランスで見られます。 英国の山や沼地では、野生のポニーを見つけることもできます。

私たちのお気に入りの馬

人間は馬を飼いならし、300以上の品種を持ち出しました。 ヘビー級からミニチュアポニー、そしてハンサムな種族まで。 ロシアでは約50品種の馬が飼育されている。 その中で最も有名なのはオリョール・トロッターです。 例外的に白い色、優れた速歩と敏捷性 - これらの品質は、この犬種の創始者と考えられているオルロフ伯爵によって高く評価されました。

質問 1. マクロ進化とミクロ進化の違いは何ですか?

小進化とは、新しい種の形成を意味します。

大進化の概念は、超種分類群 (属、目、氏族、型) の起源を示します。

それにもかかわらず、新種の形成プロセスと高等分類群の形成プロセスの間には基本的な違いはありません。 現代の意味での「微進化」という用語は、1938年にN. V. ティモフェエフ＝レゾフスキーによって導入されました。

質問 2. 大進化の原動力はどのようなプロセスですか? マクロ進化の変化の例を挙げてください。

大進化では、種分化と同じプロセスが機能します。表現型の変化の形成、生存競争、自然選択、最も適応していない形態の絶滅です。

マクロ進化の過程の結果は、例えば、動物における閉鎖循環系の形成や、植物における気孔および上皮細胞の出現など、生物の外部構造および生理機能における重大な変化である。 この種の基本的な進化的獲得には、花序の形成や爬虫類の前肢の翼への変形、その他多くのものが含まれます。

質問 3. 大進化の研究と証拠の基礎となる事実は何ですか?

マクロ進化のプロセスに関する最も説得力のある証拠は、古生物学的なデータから得られます。 古生物学では、絶滅した生物の化石残骸を研究し、現代の生物との類似点と相違点を確立します。 古生物学者は遺跡から絶滅した生物の外観を復元し、過去の動植物について学びます。 残念ながら、化石の形態の研究では、動植物の進化について不完全な全体像が得られます。 遺物のほとんどは、骨、殻、植物の外部支持組織など、生物の固体部分で構成されています。 非常に興味深いのは、古代の動物の巣穴や通路の痕跡、かつて軟らかい堆積物に残された手足や生物全体の痕跡を保存した化石です。

質問 4. 系統系列の研究の意義は何ですか?サイトからの資料

古生物学、比較解剖学、発生学のデータに基づいて構築された系統系列の研究は、進化の一般理論のさらなる発展、生物の自然システムの構築、および特定の系統的な生物グループの進化の全体像の再構築にとって重要です。

現在、系統発生系列を構築するために、科学者は遺伝学、生化学、分子生物学、生物地理学、動物行動学などの科学のデータをますます利用しています。