Kakšen je pomen filogenetskih raziskav? Filogenetske raziskovalne metode
Metode filogenetskega raziskovanja so organsko povezane z metodami preučevanja dejstev evolucije. Do sedaj je treba morfološko metodo obravnavati kot glavno metodo filogenetskega raziskovanja, saj transformacije v obliki organizma ostajajo najbolj očitno dejstvo in nam omogočajo, da z veliko stopnjo uspeha sledimo pojavom transformacije vrst.
Iz tega seveda ne sledi, da druge metode niso uporabne za filogenetske študije - fiziološke, ekološke, genetske itd. Oblika in funkcija organizma sta neločljivo povezana. Vsak organizem se oblikuje pod vplivom določenih okoljskih dejavnikov, je v interakciji z njim, je v določenih povezavah z drugimi organizmi. Oblika organizma, njegova zgradba pa ostaja vedno občutljiv indikator vseh teh povezav in služi raziskovalcu filogenetskih vprašanj kot vodilo. Morfološka raziskovalna metoda zavzema vodilno mesto v proučevanju filogenije in njeni zaključki so bili na splošno potrjeni pri testiranju z drugimi metodami. Velika prednost morfološke metode je možnost njene kombinacije s primerjalno raziskovalno metodo, brez katere ni mogoče zaznati samega dejstva transformacije živih sistemov. Veljavnost morfološke metode močno poveča dejstvo, da je v bistvu globoko samokritična, saj jo je mogoče uporabiti v različnih smereh.
Če imamo obsežen paleontološki material (na primer evolucijo konja), lahko primerjalno morfološko metodo uporabimo za zaporedne nize prednikov in potomcev ter tako ugotovimo smeri in metode evolucije določene skupine. Slika daje idejo o bistvu primerjalne morfološke metode, ki se uporablja za prednike konja. Zaporedna redukcija stranskih prstov in razvoj srednjega (III) prsta kažeta smer evolucijskega razvoja "konjske vrste".
Primerjava okončin jerboa z vse manjšim številom prstov in naraščajočo specializacijo. 1 - mali jerbos Allactaga elator, 2 - Salpingotas Koslovi, 3 - grmastonogi Dipus sagitta. I-V - prsti od prvega do petega (po Vinogradovu)
Poleg tega so paleontološki podatki v harmoniji s primerjalnimi anatomskimi študijami sodobnih oblik. Slika primerja okončine treh oblik z padajočim številom prstov. Čeprav to ni filogenetska serija, daje vtis, da so vsi trije udi rezultat manifestacije podobnih procesov, ki so dosegli različne stopnje razvoja. Zato primerjalna morfološka metoda v odnosu do sodobnih oblik, ne glede na paleontologijo, naredi verjetno, da bi se na primer enoprsta noga razvila iz večprste. Ko tem zaključkom dodamo dejstva primerjalne embriologije, ki kažejo, da se na primer pri konjskem zarodku oblikujejo stranski prsti na nogah in se nato postopoma zmanjšajo, potem je naš sklep o izvoru enoprstega konja iz mnogih -toed prednik postane še bolj verjeten.
Sovpadanje teh podatkov kaže, da se dejstva paleontologije, primerjalne anatomije odraslih oblik in primerjalne embriologije medsebojno nadzorujejo in dopolnjujejo ter tvorijo v svoji celoti sintetično trojno metodo filogenetskega raziskovanja, ki jo je predlagal Haeckel (1899) in ki ni izgubila svojega pomen danes. Sprejeto je, da sovpadanje podatkov iz paleontologije, primerjalne anatomije in embriologije do neke mere služi kot dokaz pravilnosti filogenetskih konstrukcij.
To so najbolj splošna načela filogenetskih raziskav.
Oglejmo si zdaj na kratko opisane elemente enotne metode filogenetskega raziskovanja.
Najbolj prepričljivi so paleontološki podatki. Imajo pa veliko napako, saj se paleontolog ukvarja le z morfološkimi značilnostmi in še to z nepopolnimi. Organizem kot celota je izven obsega paleontoloških raziskav. Glede na to je še posebej pomembno, da paleontolog upošteva vse razpoložljive znake živali, katerih ostanke obravnava. V nasprotnem primeru so lahko njegovi filogenetski zaključki napačni.
Predpostavimo, da se oblike A, B, C, D, E, E zamenjujejo v zaporednih geoloških horizontih in da ima paleontolog možnost opazovati določeno vsoto njihovih značilnosti - a, b, c itd. nadalje predpostavimo, da ima oblika A značilnosti a 1, b 1, c 1, v oblikah B, C, D, ... pa so te lastnosti spremenjene (oziroma a 2, b 2, c 2 .. a 3, b 3, c 3 ... itd.). Nato čez čas dobimo naslednje nize podatkov
Ta tablica ustreza na primer "vrsti" konjskih prednikov, kjer imamo od Eopipa do konja nasledstvo v razvoju številnih značilnosti. Tabela prikazuje zaporedni razvoj vseh vodilnih lastnosti. Vsak naslednji znak (na primer 4) je izpeljan iz vsakega prejšnjega (na primer 3). V takih primerih postane verjetno, da nastane niz A, B, C, D, E, E filogenetske serije, torej več prednikov in njihovih potomcev. To je serija od eohippusa do konja in nekaterih drugih.
Recimo, da imamo opravka z naslednjimi podatki,
torej navedemo več oblik, ki se časovno zaporedno zamenjujejo, in po enem od znakov (b) dobimo sliko zaporednega razvoja od b 1 do b 5. Kljub temu naša serija ni filogenetska serija, saj na primer glede znakov a in b ne opazimo dosledne specializacije. Na primer, vrsta A ima formulo A (a 1, b 1, b 1), vrsta B pa očitno ni njen neposredni potomec, saj ima formulo B (a 4, b 2, b 2) itd. Očitno je tukaj imamo opravka z zaporednimi »fragmenti« filogenetskega drevesa, katerega številne veje niso bile najdene. Zato je serija A, B, C, D, D, E dejansko enaka A, B 1, C 2, D 3, D 1. Ta serija se imenuje stopničasta. Za razlago razlik med njim in filogenetsko serijo bomo uporabili sliko, ki prikazuje razvoj konja. Tukaj bodo naslednje serije filogenetske: eohippus, orohippus, mesohippus, parahippus, merigippus, pliohippus, plesippus, konj. Na primer, naslednja vrsta oblik bi bila stopničasta: hiracotherium, epihippus, myohippus, anchytherium, hipparion, hippidium, konj. Vse to niso predniki in potomci, ampak zaporedne, a razpršene stranske veje filogenetskega drevesa.
Kot lahko vidite, je stopničasta serija velikega delovnega pomena, saj bi na podlagi nje lahko sklepali, da konj izvira iz polidaktilnega prednika.
Končno lahko naletite prilagodljivo območje, ki prikazuje razvoj kakršne koli prilagoditve. Takšna vrsta je lahko del filogenetske serije, na primer prilagoditev konjske noge na tek, vendar pogosto ni tako in se lahko prilagoditvena serija sestavi tudi na račun sodobnih oblik, ki ne tvorijo sploh filogenetska serija. Kot vidimo, se paleontolog sooča z velikimi težavami. Njegovo gradivo je fragmentarno in nepopolno.
Nekaj nadomestila za nepopolnost paleontoloških podatkov pa je možnost razširitve okoljskih podatkov na paleontologijo. Določena oblika organa (struktura noge, struktura zobnega aparata itd.) Omogoča sklepanje o življenjskem slogu in celo sestavi hrane izumrlih živali. To odpira možnost rekonstrukcije njihovih ekoloških odnosov. Ustrezno področje znanja, ustanovljeno v delih V. O. Kovalevskega, se je imenovalo paleobiologija (Abel, 1912). Nadomešča razdrobljenost paleontologovih idej o izumrlih živalih. Kar zadeva oblike brez skeleta, ponuja paleontologija le zanemarljivo filogenetsko gradivo in v teh primerih je na prvem mestu primerjalna morfologija s svojo metodo primerjalnega preučevanja homolognih struktur odraslih in embrionalnih oblik geološke modernosti. Zaradi pomanjkanja paleontoloških podatkov je pridobivanje filogenetskih sklepov veliko težje. Zato so naše filogenetske konstrukcije najbolj zanesljive v odnosu do tistih oblik, za katere je poznan paleontološki material.
Kljub temu pa tudi v odsotnosti paleontoloških podatkov raziskovalec ne ostane neoborožen. V tem primeru uporablja drugo metodo, in sicer preučevanje stopenj ontogenetskega razvoja.
Če najdete napako, označite del besedila in kliknite Ctrl+Enter.
1. Katera dejstva lahko kažejo na povezavo med izumrlimi in sodobnimi rastlinami in živalmi?
Odgovori. Po sintetični teoriji evolucije je evolucijski proces, ki poteka v naravi, razdeljen na dve stopnji: mikroevolucijo in makroevolucijo.
Makroevolucija vključuje procese, ki vodijo do nastanka sistematskih enot, večjih od vrste. S proučevanjem makroevolucije je sodobno naravoslovje nabralo vrsto znanstvenih dejstev, ki dokazujejo razvoj organskega sveta. Vsako znanstveno dejstvo, ki dokazuje vsaj eno od naslednjih točk, se lahko šteje za dokaz evolucije.
Enotnost izvora življenja (prisotnost skupnih lastnosti v vseh živih organizmih).
Odnosi med sodobnimi in izumrlimi organizmi ali med organizmi v veliki sistematični skupini (prisotnost skupnih značilnosti pri sodobnih in izumrlih organizmih ali pri vseh organizmih v sistematični skupini).
Delovanje gonilnih sil evolucije (dejstva, ki potrjujejo delovanje naravne selekcije).
Dokazi o evoluciji, pridobljeni in zbrani v okviru določene vede, sestavljajo eno skupino dokazov in se imenujejo z imenom te vede.
Paleontologija je veda o fosilnih ostankih izumrlih organizmov. Za utemeljitelja evolucijske paleontologije velja ruski znanstvenik V. O. Kovalevski. Dokazi o evoluciji vključujejo fosilne prehodne oblike in filogenetske serije sodobnih vrst.
Fosilne prehodne oblike so izumrli organizmi, ki združujejo značilnosti starejše in evolucijsko mlajše skupine. Omogočajo prepoznavanje družinskih vezi, ki dokazujejo zgodovinski razvoj življenja. Takšne oblike so uveljavljene tako med živalmi kot med rastlinami. Prehodna oblika od rib s plavuti do starodavnih dvoživk - stegocefalov - je Ichthyostega. Evolucijsko povezavo med plazilci in pticami lahko vzpostavi prva ptica (Arheopteriks). Vez med plazilci in sesalci je kuščar iz skupine terapsidov. Med rastlinami so prehodna oblika od alg k višjim sporam psilofiti (prve kopenske rastline). Izvor golosemenk iz pteridofitov dokazujejo semenske praproti, izvor kritosemenk iz golosemenk pa cikaste.
Filogenetske (iz grškega filona - rod, pleme, geneza - izvor) serije - zaporedja fosilnih oblik, ki odražajo zgodovinski razvoj sodobnih vrst (filogenija). Trenutno so takšne serije znane ne samo za vretenčarje, ampak tudi za nekatere skupine nevretenčarjev. Ruski paleontolog V. O. Kovalevsky je obnovil filogenetsko serijo sodobnega konja
2. Katere vrste starodavnih rastlin in živali poznate?
Odgovori. Pred natanko 75 leti so ob obali južne Afrike odkrili najstarejšo ribo na svetu - celakant, ki je na Zemlji obstajala pred več sto milijoni let. V čast tega dogodka vas vabimo, da spoznate njo in druge starodavne živali in rastline, ki danes naseljujejo naš planet.
Prej je veljalo, da so te ribe izumrle v pozni kredi (pred 100,5 - 66 milijoni let), decembra 1938 pa je kustosinja vzhodnolondonskega muzeja (Južna Afrika) Marjorie Courtney-Latimer odkrila ribo s trdimi luskami in nenavadnimi plavutmi. v ulovu lokalnih ribičev . Kasneje se je izkazalo, da je ta riba živela pred več sto milijoni let in je živi fosil.
Ker je bil ta celakant odkrit v reki Chalumna, so ga poimenovali Latimeria chalumnae. In septembra 1997 so znanstveniki v vodah blizu mesta Manado, ki se nahaja na severni obali otoka Sulawesi, opazili drugo vrsto teh rib - Latimeria menadoensis. Glede na genetske študije sta se ti vrsti ločili pred 30-40 milijoni let, vendar so razlike med njimi majhne.
2. Ginkgo biloba.
V naravi ta rastlina raste le na vzhodu Kitajske. Vendar pa je bil pred 200 milijoni let razširjen po vsem planetu, zlasti na severni polobli, na območjih z zmernim podnebjem in visoko vlažnostjo. V Sibiriji v obdobju jure in zgodnje krede je bilo toliko rastlin iz razreda Ginkgo, da njihove ostanke najdemo v večini nahajališč teh obdobij. Po mnenju raziskovalcev je bila takratna jesen zemlja dobesedno prekrita z listi ginka, kot preproga.
3. Mali jelen ali kanchil ni le najmanjši (njegova višina v vihru ni večja od 25 centimetrov, njegova največja teža pa je približno 2,5 kilograma), ampak tudi najstarejša vrsta artiodaktilov na Zemlji. Te živali so obstajale pred 50 milijoni let, ravno takrat, ko so se začeli oblikovati redovi starodavnih parkljarjev. Od takrat je kanchila ostala skoraj nespremenjena in bolj kot druge vrste spominja na svoje davne prednike.
4. Školjke Mississippi.
Aligatorju podobna riba, školjka Mississippi je ena najstarejših rib, ki danes živijo na Zemlji. V mezozoiku so njegovi predniki naselili številna vodna telesa. Danes školjke Mississippi živijo v spodnji dolini reke Mississippi, pa tudi v nekaterih sladkovodnih jezerih v ZDA.
Ti majhni sladkovodni raki veljajo za najstarejša bitja, ki danes živijo na Zemlji. Predstavniki te vrste se od triasnega obdobja skoraj niso spremenili. Takrat so se dinozavri šele pojavili. Danes te živali živijo na skoraj vseh celinah, razen na Antarktiki. Vendar je vrsta Triops cancriformis najpogostejša v Evraziji.
6. Metasequoia glyptostroboides.
Ti iglavci so bili razširjeni po vsej severni polobli od krede do neogena. Vendar je danes metasekvojo v naravi mogoče videti le v osrednji Kitajski, v provincah Hubei in Sečuan.
7. Goblin morski pes.
Rod Mitsukurina, ki mu pripada ta vrsta morskega psa, je bil prvič znan po fosilih, ki segajo v srednji eocen (pred približno 49-37 milijoni let). Edina živeča vrsta tega rodu, morski pes goblin, ki živi v Atlantskem in Indijskem oceanu, je ohranila nekatere primitivne lastnosti svojih starodavnih sorodnikov in je danes živi fosil.
Vprašanja po 61. čl
1. Kaj je makroevolucija? Kaj imata skupnega makro- in mikroevolucija?
Odgovori. Makroevolucija je nadspecifična evolucija, za razliko od mikroevolucije, ki se dogaja znotraj vrste, znotraj njenih populacij. Vendar med temi procesi ni bistvenih razlik, saj makroevolucijski procesi temeljijo na mikroevolucijskih. V makroevoluciji delujejo isti dejavniki – boj za obstoj, naravna selekcija in s tem povezano izumrtje. Makroevolucija je tako kot mikroevolucija divergentne narave.
Makroevolucija poteka v zgodovinsko obsežnih časovnih obdobjih, zato je nedostopna neposrednemu preučevanju. Kljub temu ima znanost veliko dokazov, ki kažejo na resničnost makroevolucijskih procesov.
2. Kakšne dokaze o makroevoluciji nam dajejo paleontološki podatki? Navedite primere prehodnih oblik.
Odgovori. Paleontologija preučuje fosilne ostanke izumrlih organizmov in ugotavlja njihove podobnosti in razlike s sodobnimi organizmi. Paleontološki podatki nam omogočajo spoznavanje flore in favne preteklosti, rekonstrukcijo videza izumrlih organizmov ter odkrivanje povezav med starodavnimi in sodobnimi predstavniki flore in favne.
O spremembah organskega sveta skozi čas prepričljivo priča primerjava fosilnih ostankov iz zemeljskih plasti različnih geoloških obdobij. Omogoča nam ugotavljanje zaporedja nastanka in razvoja različnih skupin organizmov. Na primer, v najstarejših plasteh najdemo ostanke predstavnikov vrst nevretenčarjev, v kasnejših plasteh pa ostanke hordatov. Tudi mlajše geološke plasti vsebujejo ostanke živali in rastlin, ki pripadajo sodobnim vrstam.
Paleontološki podatki zagotavljajo obilico gradiva o zaporednih povezavah med različnimi sistematskimi skupinami. V nekaterih primerih je bilo mogoče vzpostaviti prehodne oblike med starodavnimi in sodobnimi skupinami organizmov, v drugih je bilo mogoče rekonstruirati filogenetske serije, to je serije vrst, ki se zaporedno zamenjujejo.
Skupino plazilcev z divjimi zobmi so našli na bregovih Severne Dvine. Združili so lastnosti sesalcev in plazilcev. Živalski zobati plazilci so podobni sesalcem po zgradbi lobanje, hrbtenice in okončin, pa tudi po delitvi zob na očesce, sekalce in kočnike.
Odkritje Arheopteriksa je zelo zanimivo z evolucijskega vidika. Ta žival v velikosti goloba je imela lastnosti ptice, ohranila pa je tudi lastnosti plazilcev. Znaki ptic: zadnje okončine s tarzusom, prisotnost perja, splošni videz. Znaki plazilcev: dolga vrsta repnih vretenc, trebušna rebra in prisotnost zob. Arheopteriks ne more biti dober letalec, saj ima prsnico (brez kobilice), prsne mišice in mišice kril slabo razvite. Hrbtenica in rebra niso bili togi skeletni sistem, ki bi bil stabilen med letom, kot pri sodobnih pticah. Arheopteriksa lahko štejemo za prehodno obliko med plazilci in pticami. Prehodne oblike hkrati združujejo značilnosti starodavnih in evolucijsko mlajših skupin. Drug primer je ihtiostegas, prehodna oblika med sladkovodnimi ribami z režnjami in dvoživkami.
3. Kakšen je pomen rekonstrukcije filogenetskih nizov?
Odgovori. Filogenetske serije. Za številne skupine živali in rastlin so paleontologi uspeli poustvariti neprekinjen niz oblik od starodavnih do sodobnih, ki odražajo njihove evolucijske spremembe. Ruski zoolog V. O. Kovalevsky (1842–1883) je poustvaril filogenetsko serijo konj. Pri konjih se je s prehodom na hiter in dolg tek zmanjšalo število prstov na okončinah, hkrati pa se je povečala velikost živali. Te spremembe so bile posledica sprememb v življenjskem slogu konja, ki je prešel na hranjenje izključno z rastlinjem, v iskanju katerega je bilo treba prepotovati velike razdalje. Menijo, da so vse te evolucijske transformacije trajale 60–70 milijonov let.
Preučevanje filogenetskih nizov, zgrajenih na podlagi podatkov iz paleontologije, primerjalne anatomije in embriologije, je pomembno za nadaljnji razvoj splošne teorije evolucije, konstrukcijo naravnega sistema organizmov in rekonstrukcijo slike evolucije. določena sistematska skupina organizmov. Trenutno za izdelavo filogenetskih serij znanstveniki vedno bolj uporabljajo podatke iz ved, kot so genetika, biokemija, molekularna biologija, biogeografija, etologija itd.
Vprašanje 1. Kakšna je razlika med makro- in mikroevolucijo?
Mikroevolucija- evolucija znotraj vrste; nastane na podlagi mutacijske variabilnosti pod nadzorom naravne selekcije. Tako je mikroevolucija zelo začetna stopnja evolucijskega procesa, lahko se zgodi v razmeroma kratkih časovnih obdobjih in jo je mogoče neposredno opazovati in preučevati. Kot posledica dedne (mutacijske) variabilnosti pride do naključnih sprememb genotipa. Mutacije so najpogosteje recesivne in poleg tega le redko koristne za vrsto. Če pa zaradi mutacije pride do sprememb, ki so koristne za katerega koli posameznika, dobi nekaj prednosti pred drugimi posamezniki v populaciji: prejme več hrane ali postane bolj odporen na vpliv patogenih bakterij in virusov itd. Na primer, razvoj dolgega vratu je prednikom žirafe omogočil, da so se hranili z listi visokih dreves, kar jim je zagotovilo več hrane kot posamezniki v populaciji s kratkim vratom.
Makroevolucija- evolucija na nadvrstni ravni; vodi v nastanek velikih taksonov (od rodov do fil in naravnih kraljestev). Makroevolucija organskega sveta je proces oblikovanja velikih sistemskih enot: iz vrst - novih rodov, iz rodov - novih družin itd. Procesi makroevolucije zahtevajo ogromna časovna obdobja, zato jih je nemogoče neposredno preučiti. Vendar pa makroevolucijo poganjajo iste gonilne sile kot mikroevolucijo: genetske variacije, naravna selekcija in reproduktivna disjunkcija. Tako kot mikroevolucija ima tudi makroevolucija divergentni značaj.
Vprašanje 2. Kateri procesi so gonilne sile makroevolucije? Navedite primere makroevolucijskih sprememb.
Makroevolucija temelji na istih gonilnih silah kot mikroevolucija: dedne variacije, naravna selekcija in reproduktivna disjunkcija. Tako kot mikroevolucija ima tudi makroevolucija divergentni značaj.
Posledica makroevolucijskih procesov so pomembne spremembe v zunanji strukturi in fiziologiji organizmov - kot je na primer nastanek zaprtega krvožilnega sistema pri živalih ali pojav stomatov in epitelijskih celic pri rastlinah. Med temeljne tovrstne evolucijske pridobitve sodi nastanek socvetij ali preoblikovanje prednjih okončin plazilcev v krila in številne druge.
Vprašanje 3. Katera dejstva so podlaga za študij in dokaze o makroevoluciji?
Najprepričljivejši dokazi o makroevolucijskih procesih izhajajo iz paleontoloških podatkov. Takšni dokazi vključujejo najdene ostanke izumrlih prehodnih oblik, ki omogočajo sledenje poti od ene skupine živih bitij do druge. Na primer, odkritje triprstih in petprstih prednikov sodobnega konja, ki imajo en prst, dokazuje, da so imeli konjevi predniki pet prstov na vsaki okončini. Odkritje fosilnih ostankov arheopteriksa nam je omogočilo sklep, da obstajajo prehodne oblike med plazilci in pticami. Najdba ostankov izumrlih cvetočih praproti omogoča rešitev vprašanja evolucije sodobnih kritosemenk itd. Na žalost nam preučevanje fosilnih oblik daje nepopolno sliko razvoja flore in favne. Večino ostankov sestavljajo trdi deli organizmov: kosti, lupine in zunanja podporna tkiva rastlin. Zelo zanimivi so fosili, ki ohranjajo sledi rovov in prehodov starodavnih živali, odtise okončin ali celih organizmov, ki so ostali na nekoč mehkih sedimentih.
Vprašanje 4. Kakšen je pomen preučevanja filogenetskih serij?
Na podlagi paleoantoloških najdb so bile zgrajene filogenetske serije, to so serije vrst, ki se v procesu evolucije zaporedno zamenjujejo. Preučevanje filogenetskih nizov, zgrajenih na podlagi podatkov iz paleontologije, primerjalne anatomije in embriologije, je pomembno za nadaljnji razvoj splošne teorije evolucije, konstrukcijo naravnega sistema organizmov in rekonstrukcijo slike evolucije. določena sistematska skupina organizmov.
Trenutno za izdelavo filogenetskih serij znanstveniki vedno bolj uporabljajo podatke iz ved, kot so genetika, biokemija, molekularna biologija, biogeografija, etologija itd.
Te fizične spremembe so se zgodile sočasno z velikimi spremembami v gostoti prebivalstva in družbeni strukturi. Strokovnjaki jih imenujejo "evolucijska inovacija, nova lastnost, ki je ni bilo v populaciji prednikov in se je med evolucijo razvila v teh kuščarjih."
Filogeneza (iz grškega "phylon" - rod, pleme in "geneza"), zgodovinski razvoj organizmov, v nasprotju z ontogenezo - individualni razvoj organizmov. Filogenije – evolucije v preteklosti – ni mogoče opazovati neposredno in filogenetskih rekonstrukcij ni mogoče preizkusiti eksperimentalno.
Na primer, leta 1844 so našli nekaj fosiliziranih zob, imenovanih konodonti. Čeljusti so za razliko od vseh sodobnih ptic imele zobe kot plazilci. Druga težava je, da je tehnično nemogoče v celoti preučiti organizacijo celo enoceličnega organizma. Tako najbolj primitivni tetrapodi kot pljučne ribe imajo pljuča in triprekatno srce, sestavljeno iz dveh preddvorov in enega prekata.
Oblikoval je tudi "metodo trojnega paralelizma" - glavno metodo filogenetskih rekonstrukcij, ki se še vedno uporablja v spremenjeni in razširjeni obliki. Zaradi tega se arterijska kri iz pljuč in venska kri iz preostalega telesa mešata, čeprav ne toliko kot pri dvoživkah.
Paralelizmi in njihov evolucijski pomen
Ta veja evolucije nižjih vretenčarjev je nastala ob koncu kambrijskega obdobja in v fosilni obliki ni bila poznana od konca devonskega obdobja. Dejstvo je, da so bile pri fosilnih brezčeljustnih živalih poapnele škržne votline, možganska votlina ter stene številnih velikih krvnih žil in drugih notranjih organov. V tem primeru deluje le primerjalna anatomija in v zelo nujni meri embriologija. Široka uporaba računalniške tehnologije je olajšala takšno analizo in v večini filogenetskih publikacij so se začeli pojavljati kladogrami (iz grškega "klados" - veja).
Preučevanje strukture nukleinskih kislin in drugih makromolekul je zdaj postalo eden najpomembnejših dodatkov k metodi trojnega paralelizma. To bi lahko razumeli kot napako, če leta 1983 M. F. Ivakhnenko s pomočjo paleontološkega materiala ne bi dokazal, da so se želve razvile iz dvoživk neodvisno od vseh drugih plazilcev.
Razjasnitev se izraža v tem, da rekonstrukcije postajajo vedno bolj podrobne. Če je v svetu okoli nas nekaj neznanega, potem je naloga znanosti, da to neznano prouči in pojasni, ne glede na teoretični in praktični pomen predmeta proučevanja. Poleg tega so filogenetske rekonstrukcije osnova, na kateri se pojasnjujejo vzorci evolucije.
Obstaja veliko drugih vzorcev evolucije, ki so jih odkrili s filogenetskimi študijami. Evolucijske procese opazujemo tako v naravnih kot laboratorijskih pogojih. Dejstvo evolucije na intraspecifični ravni je bilo eksperimentalno dokazano, procesi speciacije pa so bili neposredno opazovani v naravi.
Dokazi evolucije
Toda nekje med generacijama številka 31 tisoč in 32 tisoč so se v eni od populacij zgodile dramatične spremembe, ki jih pri drugih niso opazili. 36 let (izredno kratko obdobje za evolucijo) sta se spremenili velikost in oblika glave, povečala se je moč ugriza in razvile so se nove strukture v prebavnem traktu.
Poleg tega črevesje nove populacije vsebuje ogorčice, ki jih v prvotni populaciji ni bilo. Zlasti se aktivno uporablja za boj proti molju Cydia pomonella (katerih ličinke so pravi "črvi" v črvivih jabolkih) Cydia pomonella granurovirus.
Opazovanja sodobnih vrst kažejo, da se speciacija pojavlja nenehno v obstoječih populacijah. Obstaja veliko primerov, kako se lahko različne vrste križajo v izjemnih razmerah. Odvisno od habitata okoli gora, močeradi tvorijo različne oblike, ki postopoma spreminjajo svoje morfološke in ekološke značilnosti.
Sodeč po fosilnih zapisih in meritvah hitrosti mutacij pride v naravi do popolne nekompatibilnosti genomov, ki onemogoča medsebojno parjenje, v povprečju 3 milijone let. To pomeni, da je opazovanje nastanka nove vrste v naravnih razmerah načeloma možno, vendar je to redek dogodek. Hkrati se lahko v laboratorijskih pogojih stopnja evolucijske spremembe poveča, zato obstaja razlog za upanje, da bomo opazili speciacijo pri laboratorijskih živalih.
Jabolčni molj Rhagoletis pomonella je primer opazovane simpatrične speciacije (tj. speciacije kot rezultat delitve na ekološke niše). Praksa kaže, da biološke klasifikacije, zgrajene na podlagi različnih značilnosti, težijo k isti drevesni hierarhični shemi - naravni klasifikaciji.
Prav to je rezultat, ki ga lahko pričakujemo ob evolucijskem izvoru živali iz skupnega prednika. Razvejanje filogenetskega drevesa ustreza delitvi populacij med procesom speciacije. Te lastnosti praviloma nimajo predmeti, ki niso nastali med evolucijo. Če želite, lahko te objekte združite v različne hierarhije, vendar ni ene same ciljne hierarhije, ki bi bila bistveno boljša od vseh drugih.
Izraz je leta 1866 predlagal nemški evolucionist E. Haeckel. Kasneje je izraz "filogenija" dobil širšo razlago - dodeljen mu je bil pomen zgodovine evolucijskega procesa. Lahko govorimo o filogeniji posameznih lastnosti: organih, tkivih, biokemičnih procesih, zgradbi bioloških molekul in filogeniji taksonov katerega koli ranga - od vrste do nadkraljestev. Cilj filogenetskih raziskav je rekonstruirati izvor in zaporedne evolucijske transformacije struktur in taksonov, ki jih proučujemo.
Paleontološki podatki, kot že omenjeno, vnašajo v te rekonstrukcije časovno lestvico in jo dopolnjujejo z izumrlimi oblikami, se pravi, naredijo serijo podrobnejšo in s tem zanesljivejšo.
Ena najbolj znanih in najbolje raziskanih je filogenetska serija sodobnih enoprstih parkljarjev. Številne paleontološke najdbe in ugotovljene prehodne oblike ustvarjajo znanstveno bazo dokazov za to serijo. Filogenetska serija konja, ki jo je davnega leta 1873 opisal ruski biolog Vladimir Onufrijevič Kovalevski, ostaja še danes »ikona« evolucijske paleontologije.
Evolucija skozi stoletja
V evoluciji so filogenetske serije zaporedno zaporedne prehodne oblike, ki so vodile do nastanka sodobnih vrst. Glede na število povezav je serija lahko popolna ali delna, vendar je prisotnost zaporednih prehodnih oblik predpogoj za njihov opis.
Filogenetska serija konja velja za dokaz evolucije prav zaradi prisotnosti takšnih zaporednih oblik, ki se med seboj nadomeščajo. Množica paleontoloških najdb mu daje visoko stopnjo zanesljivosti.
Primeri filogenetskih nizov
Številni konji niso edini opisani primeri. Filogenetske serije kitov in ptic so bile dobro raziskane in imajo visoko stopnjo zanesljivosti. In v znanstvenih krogih kontroverzna in v raznih populističnih insinuacijah najbolj uporabljena je filogenetska serija sodobnih šimpanzov in ljudi. V znanstveni skupnosti se nadaljujejo spori o manjkajočih vmesnih povezavah. Toda ne glede na to, koliko stališč obstaja, ostaja pomen filogenetskih serij kot dokaza o evolucijski prilagodljivosti organizmov na spreminjajoče se okoljske razmere nesporen.
Povezava med razvojem konj in okoljem
Številne študije paleontologov so potrdile teorijo O. V. Kovalevskega o tesni povezavi sprememb v okostju prednikov konj s spremembami v okolju. Spreminjajoče se podnebje je povzročilo zmanjšanje gozdnih površin, predniki sodobnih enoprstih kopitarjev pa so se prilagodili življenjskim razmeram v stepah. Potreba po hitrem gibanju je povzročila spremembe v strukturi in številu prstov na okončinah, spremembe v okostju in zobovju.
Prvi člen v verigi
V zgodnjem eocenu, pred več kot 65 milijoni let, je živel prvi prednik sodobnega konja. To je "nizek konj" ali Eohippus, ki je bil velik kot pes (do 30 cm), naslonjen na celotno stopalo okončine, ki je imela štiri (spredaj) in tri (zadaj) prste z majhnimi kopiti. Eohippus se je prehranjeval s poganjki in listi in je imel tuberkulozne zobe. Rjava barva in redki lasje na mobilnem repu - to je daljni prednik konj in zeber na Zemlji.
Intermediati
Pred približno 25 milijoni let se je podnebje na planetu spremenilo in stepska prostranstva so začela nadomeščati gozdove. V miocenu (pred 20 milijoni let) so se pojavili mesohippus in parahippus, bolj podobni sodobnim konjem. In prvi rastlinojedi prednik v filogenetski seriji konja se šteje za Merikhippus in Pliohippus, ki sta vstopila v areno življenja pred 2 milijoni let. Hipparion - zadnja povezava s tremi prsti
Ta prednik je živel v miocenu in pliocenu na planjavah Severne Amerike, Azije in Afrike. Ta triprsti konj, podoben gazeli, še ni imel kopit, vendar je lahko hitro tekel, jedel travo in prav ona je zasedla ogromna ozemlja.
Enoprsti konj - pliohyppus
Ti enoprsti predstavniki so se pojavili pred 5 milijoni let na istih ozemljih kot hipparioni. Okoljske razmere se spreminjajo - postajajo še bolj suhe, stepe pa se močno širijo. Tu se je izkazalo, da je enoprstnost pomembnejši znak za preživetje. Ti konji so bili v grebenu visoki do 1,2 metra, imeli so 19 parov reber in močne mišice nog. Njihovi zobje pridobijo dolge krone in gube sklenine z razvito cementno plastjo.
Konj, ki ga poznamo
Sodobni konj se je kot zadnja stopnja filogenetske serije pojavil ob koncu neogena, ob koncu zadnje ledene dobe (pred približno 10 tisoč leti) pa se je v Evropi in Aziji paslo že na milijone divjih konj. Čeprav so zaradi prizadevanj primitivnih lovcev in zmanjšanja pašnikov divji konj postal redkost že pred 4 tisoč leti. Toda dve njegovi podvrsti - tarpan v Rusiji in konj Przewalskega v Mongoliji - sta uspeli obstati veliko dlje od vseh ostalih.
Divji konji
Danes pravih divjih konj tako rekoč ni več. Ruski tarpan velja za izumrlo vrsto, konj Przewalskega pa se v naravnih razmerah ne pojavlja. Črede konj, ki se prosto pasejo, so divje udomačene oblike. Čeprav se takšni konji hitro vrnejo v divje življenje, se vseeno razlikujejo od resnično divjih konj.
Imajo dolge grive in repe ter so različnih barv. Izključno dun Przewalski konji in miške ponjave imajo pristrižene šiške, grive in repe.
V Srednji in Severni Ameriki so divje konje popolnoma iztrebili Indijanci in so se tam pojavili šele po prihodu Evropejcev v 15. stoletju. Iz divjih potomcev konkvistadorjev so nastale številne črede mustangov, katerih številčnost se danes nadzoruje z odstrelom.
Poleg mustangov sta v Severni Ameriki dve vrsti divjih otoških ponijev - na otokih Assateague in Sable. Poldivje črede konj Camargue najdemo na jugu Francije. Nekaj divjih ponijev je mogoče najti tudi v britanskih gorah in barjih.
Naši najljubši konji
Človek je ukrotil konja in vzgojil več kot 300 njegovih pasem. Od težkokategornikov do miniaturnih ponijev in čednih dirkalnih konj. V Rusiji se vzreja približno 50 pasem konj. Najbolj znan med njimi je orlovski kasač. Izključno bela dlaka, odličen kas in okretnost - te lastnosti je tako cenil grof Orlov, ki velja za ustanovitelja te pasme.
