Для каких групп организмов восстановлены филогенетические ряды о чем они свидетельствуют
Для каких групп организмов восстановлены филогенетические ряды о чем они свидетельствуют
Подробное решение параграф § 14 по биологии для учащихся 11 класса, авторов А.В. Теремов, Р.А. Петросова Углубленный уровень 2017
Вопрос. Рассмотрите рис. 44, 45, 48, 49. О чём свидетельствует наличие в природе переходных форм организмов, видов-эндемиков и видов-реликтов?
Ответ. Для каждой области характерны определенные виды-эндемики (от греч. еndеmos – местный), не встречающиеся в других областях. Реликты – это виды животных и растений с примитивными признаками, сохранившимися от вымерших групп, их исторический возраст несколько миллионов лет.
Наличие в природе переходных форм организмов, видов-эндемиков и видов-реликтов говорит о длительном историческом развитии живой природы
Вопрос 1. Какие свидетельства эволюции органического мира предоставляет палеонтология? Приведите примеры организмов, которых относят к переходным формам.
Ответ. Палеонтология (от греч. palaios – древний, ontos – существо и logos – учение) изучает ископаемые организмы, выявляет сходство строения вымерших и ныне живущих видов. К основным методам палеонтологии относят изучение ископаемых переходных форм организмов и восстановление филогенетических рядов различных видов, т. е. изучение последовательности исторического развития флоры и фауны Земли.
Переходные формы – организмы, сочетающие в себе признаки как древних, так и молодых групп крупных систематических таксонов (классов, типов). Их обнаружение и исследование позволяет учёным восстановить процесс филогенеза. В настоящее время обнаружены остатки вымерших переходных форм (например, ихтиостег, сеймурий, звероящеров и др.), свидетельствующих о филогенетическом родстве с ныне живущими организмами.
Промежуточным звеном, связывающим рыб с наземными позвоночными животными, являются вымершие ихтиостеги. Переходной формой между древними земноводными и пресмыкающимися считают сеймурию. Изучение ископаемого протоависа позволило предположительно восстановить связь между пресмыкающимися и птицами. Переходной формой между пресмыкающимися и млекопитающими являются звероящеры, например циногнатус и иностранцевия. В царстве Растения переходной формой от низших к высшим споровым растениям считают риниофиты. Вымершие семенные папоротники – птеридоспермы – считают переходной формой от споровых к семенным растениям.
Вопрос 2. Для каких групп организмов восстановлены филогенетические (палеонтологические) ряды? О чём они свидетельствуют?
Ответ. Филогенетические (палеонтологические) ряды учёные-палеонтологи составляют из ископаемых организмов, эволюционно связанных друг с другом и отражающих общий ход филогенеза. В настоящее время палеонтологические ряды составлены для лошадей, слонов, носорогов, моллюсков и др. Например, А.О.Ковалевский, исследуя и анализируя ископаемые остатки конечностей и черепов различных представителей древних лошадиных, он воссоздал историческое древо современной лошади и доказал постепенность процесса эволюции
Палеонтология свидетельствует об изменчивости видов и их постепенном развитии от простых форм к сложным. Её методы являются ведущими для изучения макроэволюции, так как охватывают большие временные промежутки.
Вопрос 3. В чём сущность биогеографических методов изучения макроэволюции? По какому принципу Землю разделяют на биогеографические области?
Ответ. Биогеография изучает закономерности возникновения и распространения животных и растений на Земле. Сопоставляя и сравнивая фауну и флору современных континентов, учёные восстанавливают ход эволюционного процесса.
Биом – крупная биосистема, состоящая из нескольких экосистем (биогеоценозов) одной природно-климатической зоны и характеризуется каким-либо доминирующим типом растительности или другой особенностью ландшафта.
На Земле существуют следующие биомы: леса умеренного пояса (листопадные леса), степи, пустыни, хвойные леса (тайга), тундра, саванны, дождевые тропические леса.
Основным фактором, определяющим тип биома, является климат, так как характер среды создается в основном температурой, количеством осадков, а также направлением и силой ветров. С учетом родства видов, населяющих те или иные территории, в настоящее время выделяют шесть биогеографических областей (рис. 48). Голарктическая область объединяет Палеарктическую (Евразию и Северную Африку) и Неоарктическую (Северную Америку). К Неотропической области относят Южную Америку. В Эфиопскую область входят Центральная и Южная Африка. Рядом с ней расположена Мадагаскарская область. Индо-Малайская область включает полуостров Индокитай, Малайзию и Филиппины. Австралия выделяется в отдельную Австралийскую область.
Вопрос 4. Континенты, которые входят в Палеарктическую, Индо-Малайскую и Эфиопскую биогеографические области, тесно связаны между собой. Чем объяснить, что при этом их животный и растительный мир сильно отличаются?
Ответ. Палеарктическая область, географически составляющая одно целое с Индомалайской и Эфиопской, резко отличается от них фауной. В Палеарктической области нет горилл, шимпанзе, жирафов, лемуров, характерных для Эфиопской. Нет мартышек, слонов, ящеров, носорогов, виды которых представлены и в Эфиопской и Индомалайской областях, хотя они разделены морями.
Различия во флоре и фауне континентов объясняются:
• геологической историей континентов;
• разницей в климатических условиях;
• изоляцией континентов друг от друга.
Вопрос 5. Почему сумчатые млекопитающие встречаются почти исключительно в Австралийской области? Приведите примеры таких видов млекопитающих.
Ответ. Исходя из палеонтологических исследований, сумчатые были весьма распространены в мезозое, но впоследствии их, как и клоачных, вытеснили плацентарные с большинства континентов. Время появления сумчатых, по некоторым оценкам – 186—193 млн л. н.
Большинство сумчатых Южной Америки вымерли после возникновения естественного моста между Южной и Северной Америкой, по которому с севера на юг стали проникать новые виды («великий межамериканский обмен»). Только опоссумы смогли вынести конкуренцию и даже распространиться на север.
В отличие от Южной Америки австралийский мир сумчатых в результате географической изоляции сохранился до сего дня, однако после появления человека 45 000 лет назад и здесь он претерпел существенные изменения. Согласно широко распространённой гипотезе все виды крупных сумчатых были искоренены поселенцами вскоре после их обоснования в Австралии. Существуют однако исследования, утверждающие, что крупные сумчатые сосуществовали с человеком до 15 000 лет назад и вымерли в результате холода и засух последнего ледникового периода. По этой гипотезе причиной их вымирания стал не человек, а их недостаточная адаптационная способность. Однако влияние человека и привезённых им видов всё же неоспоримо. В 1936 умер последний сумчатый тасманский волк, вытесненный одичавшей собакой динго. В настоящее время в мире насчитывается около 250 видов Сумчатых».
Вопрос 6. Какие виды называют эндемиками и реликтами? В чём их различие? Приведите примеры реликтов. Признаки каких классов они в себе сочетают?
Ответ. Эндемики (или эндемы) имеют ограниченный ареал распространения, не выходят за пределы той или иной природной области, имеющей географические границы. Более того, понятие «эндемики» применяется в тех случаях, когда вид или род обитает только на одном материке или части его. Поскольку размеры территории или акватории не являются строго определенными, термином «эндемики» стали обозначать виды, роды и семейства, ареалы которых не выходят за пределы административно-территориальных образований. Поэтому говорят об эндемиках, например, России, Казахстана и т. д.
Виды растений и животных, входящих в состав биоты конкретной географической страны или области как пережитки флор и фаун минувших геологических эпох и находящиеся в несоответствии с современными условиями существования, называются реликтами. Они представляют собой как бы живые остатки прежних геологических эпох. Реликты классифицируются по их возрасту (климатические), отражению определенных эдафических условий (эдафические, или геоморфологические) и принадлежности к растительным формациям (формационные).
К реликтам относят гаттерию – представителя древних пресмыкающихся, облик которой мало изменился за 200 млн лет. Она напоминает ящерицу, живёт в глубоких норах, встречается на нескольких островах близ Новой Зеландии. Ещё одним представителем реликтовых форм является кистепёрая рыба латимерия, предки которой вымерли около 300 млн лет назад. Она была обнаружена в 30-х гг. XX в. у берегов Южной Африки. Это переходная форма от рыб к земноводным, для которой характерно наличие клоаки и яйцеживорождение. К реликтовым растениям относят гинкго – примитивный вид голосеменных, предки которого существовали около 200 млн лет назад. В диком состоянии это растение встречается только в Китае и Японии. Другой реликт – секвойя – одно из высочайших деревьев. Её предки появились около 150 млн лет назад. Все реликты являются эндемиками.
Вопрос 7. Используя дополнительную справочную литературу и Интернет, сравните животных и растения разных биогеографических областей.
Ответ. К Неоарктической области относятся полностью Северная Америка и острова Ньюфаундленд, Гренландия. Эта область с севера на юг, соответственно географическим широтам, делится на несколько зон. Например, северные ледовитые и снежные области переходят в тундру, затем в хвойные леса. Продвигаясь на юг, хвойные леса переходят в смешанные, затем в широколиственные леса. Далее идут зоны лесостепи, степи, полупустыни и пустыни. Для каждой географической зоны характерны специфические растения и животные. Например, в пустынном поясе этой зоны растут кактус, древовидная юкка, полынь и кустарники. Из животных встречаются заяц, суслик, кактусовая мышь, кенгуровая крыса и др.
К Палеоарктической области относится северная часть Евразии, а на юге она доходит до районов Индии, Индокитая. В этой области так же, как и в Неоарктической, с севера на юг переходят зоны тундры, хвойных лесов в степи, а широколиственные леса – в полупустыни и пустыни. Территория Казахстана полностью входит в эту область. Природные сообщества лесов, степей, полупустынь, пустынь и горные области Казахстана сходны с природными сообществами каждой географической зоны палеоарктической области. Например, природные сообщества степной зоны представлены различными кустарниковыми и травянистыми растениями. Из животных встречаются сайгак, джейран, суслик, тушканчик, шакал и др.
Индо-Малайская, или Восточная область охватывает Индию, Индокитай и острова Цейлон, Яву, Суматру, Борнео, Тайвань, Филиппины. Большую часть области занимают густые тропические леса. На большей части Индии и Индокитая расположены высокие горные массивы. Основное природное сообщество Индо-Малайской области составляет тропический лесной массив. Здесь растут лианы, бамбук, тиковое дерево, баньян и др. Из животных обитают гиббон, орангутанг, лори, тупайя и другие мелкие обезьяны, слон, носорог, дикобраз, тигр, бамбуковый медведь, олень и т. д.
Неотропическая область охватывает Южную и Центральную Америку, тропическую часть Мексики и острова Карибского моря. Основное природное сообщество области – это леса. Южную Америку наряду с тропическими лесами занимают значительные степные массивы (пампа). В небольших массивах Южной и Центральной Америки встречаются характерные растительные сообщества. В тропических лесах растут мхи, лишайники, орхидея, капустная пальма, древовидный папоротник, тропический миндаль, бамбук, лианы. Из животных широко распространены обезьяны, ленивец, муравьед, карликовый олень, попугаи, колибри, ящерицы, змеи. В степных массивах (пампа) области, где много разнообразной травянистой растительности, встречаются нанду, лама, пампасовый олень, скунс, морские свинки и другие животные. В пустынных местах этой области растут мелкие кустарники, кактус и другие растения. Из животных распространены нанду, гриф, броненосец, лиса и др.
К Эфиопской области относятся Африка, остров Мадагаскар и южный регион Аравийского полуострова. Большую часть области составляют тропические леса, степной массив (саванна) и природные сообщества пустыни. Тропические лесные сообщества этого массива отличаются от тропических лесов других биогеографических областей небогатым видовым составом растений и животных. Из растений встречаются красное дерево, папоротники, лианы, орхидеи и т. д. Из животных – карликовые антилопы, карликовый бегемот, горилла, шимпанзе, зеленые мартышки и мартышки-кардинал и др. В природном сообществе саванны эфиопской области растут травянистые растения и кустарники, караган, баобаб, пальма и др. Из животных встречаются зебра, канна, бубал, жираф, гну, слон, страус, черные и белые носороги, гепард, лев и др. В пустынном природном сообществе области встречается немного видов растений. Здесь растут редкие травянистые кустарники, а во влажных местах – финиковая пальма. Из животных распространены газель, дикобраз, тушканчик, беркут, ящерицы и др.
К Австралийской области относятся Австралия, острова Тасмания, Новая Гвинея, Новая Зеландия и острова Тихого океана, а также пустынные природные сообщества центральной части Австралии и степные массивы. В этом регионе также основную часть занимают тропические природные лесные сообщества. Из животных распространены характерные для этой зоны яйцекладущие млекопитающие – утконос, ехидна, проехидна и сумчатые млекопитающие. Из птиц встречаются эму, казуар, киви. В пустынных местах растут караган, эвкалипт, а из животных встречаются сумчатый крот, сумчатая крыса, кенгуровая мышь и др.
В степном природном сообществе Австралийской области растут различные кустарники, эвкалипты и др. Из животных распространены гигантский рыжий кенгуру, сумчатый заяц, эму, различные виды попугаев (какаду и др.). В лесном тропическом природном сообществе области встречаются различные виды растений и животных. В лесу растут лианы, эвкалипты. Из животных встречаются древесный кенгуру, сумчатый медведь (коала), опоссум, утконос и др.
Для каких групп организмов восстановлены филогенетические ряды о чем они свидетельствуют
Подробное решение параграф Обзор изученного материала главы 2 по биологии для учащихся 11 класса, авторов Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сонин Н.И., Захарова Е.Т. Углубленный уровень 2018
1. Какие эволюционные явления лежат в основе процесса дивергенции?
В основе дивергенции лежит экологическая дифференциация вида (или группы видов) на самостоятельные ветви. Различия между видами одной группы в процессе эволюции, в силу изменения направления отбора, все более и более углубляются. Но вместе с тем сохраняется и определенная общность признаков морфофизиологической организации. Это свидетельствует о происхождении данной группы от общего родоначального предка. При дивергенции сходство между организмами объясняется общностью их происхождения, различия – приспособлением к разным условиям среды.
2. О чём может свидетельствовать конвергентное сходство ряда органических форм?
Неродственные организмы, оказавшись в одинаковых условиях среды с помощью мутационной изменчивости приобрели сходные признаки строения, тем самым приспособившись к окружающей среде.
3. Какие доказательства необратимости эволюции можно привести?
Нет ни одного примера обратимости эволюции. Потому она и называется «необратимым историческим развитием организмов». Положение о необратимости эволюции было впервые сформулировано Дарвином: «Вид, раз исчезнувший, никогда не может появиться снова, если бы даже снова повторились совершенно тождественные условия жизни – органические и неорганические».
Прикладные аспекты.
1. В чём причина появления рудиментов и атавизмов и почему они служат доказательствами процесса эволюции?
Эволюционное объяснение рудиментов и атавизмов состоит в том, что органы (признаки), ставшие бесполезными для организма, не утрачиваются в одночасье, а могут сохраняться в течение миллионов лет, постепенно редуцируясь и разрушаясь под грузом мутаций (отбор перестает отбраковывать мутации, нарушающие развитие данного признака, и эти мутации начинают свободно накапливаться, но процесс этот очень медленный). По ходу дела, естественно, редуцирующийся орган может приобрести новые функции. Даже если внешнее проявление признака полностью утрачено, в геноме еще долго могут сохраняться фрагменты генетических «программ», обеспечивавших развитие данного признака у предков. При особых обстоятельствах (мутации, экстремальные воздействия на развивающийся эмбрион) эти программы могут иногда «сработать» – и тогда мы получаем атавизм.
2. Каким образом можно использовать палеонтологический материал для доказательства эволюционного процесса?
Из-за специфики и разнообразия изучаемых объектов палеонтология использует множество различных методов. На начальном этапе развития исследования в палеонтологии в основном были направлены на выяснение и описание разнообразия органического мира прошлого, создание систематик и выяснение филогенетических взаимоотношений ископаемых групп. Позднее чётко обозначились вполне самостоятельные направления:
1. таксономическое (разнообразие, систематика, региональные фауны и флоры) ;
2. морфофункциональное и эволюционно-морфологическое;
8. биостратиграфическое и др.
Наконец, в самое последнее время обособились палеонтология докембрия, молекулярная палеонтология, бактериальная палеонтология, биосферное направление и изучение необычных (экстраординарных) биот. Такая дифференциация палеонтологических исследований определяется по крайней мере двумя причинами. Во-первых, задачи палеонтологии значительно обогащаются её кооперацией с другими областями биологических и геологических наук, а во-вторых, расширяются с развитием методической базы (внедрением электронной микроскопии, томографии, микроанализаторов, компьютерной техники).
1. Проанализируйте рисунок 2.12 и объясните, как происходит процесс эволюции организмов и как соотносятся разные направления прогрессивной эволюции.
В процессе эволюции происходит чередование относительно кратких периодов ароморфозов и последующих длительных периодов идиоадаптации или общей дегенерации. Ароморфозы определяют этапы в развитии органического мира, поднимая организацию какой-либо группы на более высокую ступень эволюции и открывая перед ней новые возможности для освоения внешней среды (рис. 33). Далее развитие идет по пути идиоадаптации, обеспечивающих более высокоорганизованной группе освоение доступного разнообразия обитания. При переходе организмов в более однотипные условия формирование частных приспособлений сопровождается упрощением строения. Общая дегенерация всегда вторична по отношению к прогрессивному развитию, так как всякое упрощение предполагает некоторый уровень исходной сложности. Тем не менее ароморфные изменения организации диалектически связаны с ее упрощением. Направление эволюции по пути ароморфоза сопряжено с исчезновением тех признаков, которые утрачивают свое значение в новых условиях или препятствуют дальнейшему совершенствованию организации. Перьевой покров у птиц и волосяной покров у млекопитающих пришли на смену покрову из чешуи, имеющемуся у их предков – пресмыкающихся. Направления эволюции органического мира, сочетаясь и сменяя друг друга, в целом приводят к усложнению, прогрессивной направленности развития живой природы, к возникновению целесообразности организмов – их соответствия условиям обитания и способности меняться по мере изменения этих условий.
2. Какие черты строения животных, принадлежащих к различным систематическим группам, свидетельствуют о морфофизиологическом прогрессе; общей дегенерации? Приведите примеры.
Морфофизиологический прогресс (ароморфоз) – совершенствование в ходе эволюции строения и функции организма (морфофизиологической организации). После ароморфного усовершенствования организации развитие может продолжаться на основе специализации ее в частных условиях среды. Благодаря ароморфным преобразованиям (теплокровность, живорождение и др.) произошло широкое расселение животных в самых разнообразных условиях среды (суше, воде, в воздухе), тем самым возникло множество экологических форм, приспособленным к различным географическим зонам.
Общая дегенерация или катаморфоз – эволюционное направление, сопровождающееся упрощением организации. В результате чего происходит переход другие условия жизни, что влечет утрату части имеющихся или бесполезных признаков. Прогрессивная эволюция заключается в выживании наиболее приспособленных, а не более высокоорганизованных существ. Общая дегенерация наблюдается у многих форм организмов и связана в основном с переходом к паразитическому или сидячему образу жизни. Общая дегенерация не затрагивает кардинальных черт организации данной систематической группы. Виды идущие по пути катаморфоза могут увеличивать численность и ареал, т.е. двигаться по пути биологического прогресса.
Для каких групп организмов восстановлены филогенетические ряды о чем они свидетельствуют
Подробное решение параграф § 61 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. 2014
1. Какие факты могут свидетельствовать о связи между вымершими и современными растениями и животными?
Ответ. Согласно синтетической теории эволюции, протекающий в природе эволюционный процесс разделяется на два этапа: микроэволюцию и макроэволюцию.
Макроэволюция включает процессы, приводящие к появлению систематических единиц крупнее вида. Изучая макроэволюцию, современное естествознание накопило ряд научных фактов, доказывающих эволюцию органического мира. Доказательством эволюции может считаться любой научный факт, который доказывает хотя бы одно из следующих положений.
Единство происхождения жизни (наличие общих признаков у всех живых организмов).
Родственные связи между современными и вымершими организмами или между организмами в крупной систематической группе (наличие общих признаков у современных и вымерших организмов или у всех организмов в систематической группе).
Действие движущих сил эволюции (факты, подтверждающие действие естественного отбора).
Доказательства эволюции, добытые и накопленные в рамках определенной науки, составляют одну группу доказательств и называются по названию данной науки.
Палеонтология — наука об ископаемых остатках вымерших организмов. Основателем эволюционной палеонтологии считается русский ученый В. О. Ковалевский. К доказательствам эволюции можно отнести ископаемые переходные формы и филогенетические ряды современных видов.
Ископаемые переходные формы — это вымершие организмы, сочетающие в себе признаки более древних и эволюционно более молодых групп. Они позволяют выявить родственные связи, доказывающие историческое развитие жизни. Такие формы установлены как среди животных, так и среди растений. Переходной формой от кистеперых рыб к древним земноводным — стегоцефалам — является ихтиостега. Эволюционную связь между пресмыкающимися и птицами позволяет установить первоптица (археоптерикс). Связующим звеном между пресмыкающимися и млекопитающими является звероящер из группы терапсид. Среди растений переходной формой от водорослей к высшим споровым являются псилофиты (первые наземные растения). Происхождение голосеменных от папоротниковидных доказывают семенные папоротники, а покрытосеменных от голосеменных — саговниковые.
Филогенетические (от греч. phylon — род, племя, genesis — происхождение) ряды — последовательности ископаемых форм, отражающие историческое развитие современных видов (филогенез). В настоящее время такие ряды известны не только для позвоночных, но и для некоторых групп беспозвоночных животных. Русский палеонтолог В. О. Ковалевский восстановил филогенетический ряд современной лошади
2. Какие виды древних растений и животных вам известны?
Ответ. Ровно 75 лет назад у берегов южной части Африки была обнаружена самая древняя рыба в мире – латимерия, которая существовала на Земле ещё сотни миллионов лет назад. В честь этого события предлагаем вам узнать о ней и других древних животных и растениях, которые населяют нашу планету и сегодня.
Ранее считалось, что эти рыбы вымерли в позднем мелу (100,5 – 66 миллионов лет назад), однако в декабре 1938 года куратор Ист-Лондонского музея (ЮАР) Марджори Кортни-Латимер в улове местных рыбаков обнаружила рыбу с жесткой чешуей и необычными плавниками. Впоследствии выяснилось, что эта рыба жила ещё сотни миллионов лет назад, и представляет собой живое ископаемое.
2. Гинкго двулопастный.
В дикой природе это растение произрастает только на востоке Китая. Однако 200 миллионов лет назад оно было распространено по всей планете, особенно в Северном полушарии, в районах с умеренным климатом и высокой влажностью. В Сибири юрского и раннего мелового периода растений класса гинкговых было так много, что их остатки встречаются в большинстве отложений тех периодов. По убеждению исследователей, осенью того времени земля была буквально покрыта листьями гинкго, словно ковром.
4. Миссисипский панцирник.
Похожая на аллигатора рыба, миссисипский панцирник – одна из самых древних рыб, живущих сегодня на Земле. В мезозойскую эру её предки населяли многие водоемы. Сегодня миссисипский панцирник обитает в долине нижнего течения реки Миссисипи, а также в некоторых пресноводных озерах США.
Эти небольшие пресноводные ракообразные считаются самыми древними существами, живущими сегодня на Земле. Представители этого вида почти не изменились с триасового периода. В то время ещё только появились динозавры. Сегодня эти животные обитают почти на каждом материке, кроме Антарктиды. Однако щитни вида Triops cancriformis наиболее распространены в Евразии.
6. Метасеквойя глиптостробоидная.
Эти хвойные растения были широко распространены по всему Северному полушарию с мела по неоген. Однако сегодня в диком виде метасеквойю можно увидеть лишь в центральной части Китая, в провинциях Хубэй и Сычуань.
О роде Mitsukurina, к которому принадлежит этот вид акул, впервые стало известно благодаря окаменелостям, которые датируются средним эоценом (около 49-37 миллионов лет назад). Единственный ныне существующий вид этого рода, акула-гоблин, обитающая в Атлантическом и Индийском океанах, сохранила некоторые примитивные черты своих древних сородичей, и сегодня является живым ископаемым.
Вопросы после § 61
1. Что такое макроэволюция? Что общего между макро– и микроэволюцией?
Ответ. Макроэволюция – надвидовая эволюция, в отличие от микроэволюции, происходящей внутри вида, внутри его популяций. Однако принципиальных различий между этими процессами нет, так как в основе макроэволюционных процессов лежат микроэволюционные. В макроэволюции действуют те же факторы – борьба за существование, естественный отбор и связанное с ним вымирание. Макроэволюция, так же как микроэволюция, носит дивергентный характер.
Макроэволюция происходит в исторически грандиозные промежутки времени, поэтому она недоступна непосредственному изучению. Несмотря на это, наука располагает множеством доказательств, свидетельствующих о реальности макроэволюционных процессов.
2. Какие доказательства макроэволюции дают нам палеонтологические данные? Приведите примеры переходных форм.
Ответ. Палеонтология изучает ископаемые остатки вымерших организмов и устанавливает их сходство и различия с современными организмами. Палеонтологические данные позволяют узнать о растительном и животном мире прошлого, реконструировать внешний облик вымерших организмов, обнаружить связь между древнейшими и современными представителями флоры и фауны.
Убедительные доказательства изменений органического мира во времени дает сопоставление ископаемых остатков из земных пластов разных геологических эпох. Оно позволяет установить последовательность возникновения и развития разных групп организмов. Так, например, в самых древних пластах находят остатки представителей типов беспозвоночных животных, а в более поздних пластах – уже и остатки хордовых. В еще более молодых геологических пластах содержатся остатки животных и растений, относящихся к видам, похожим на современные.
Данные палеонтологии дают большой материал о преемственных связях между различными систематическими группами. В одних случаях удалось установить переходные формы между древнейшими и современными группами организмов, в других – реконструировать филогенетические ряды, т. е. ряды видов, последовательно сменяющих один другой.
На берегах Северной Двины была найдена группа зверозубых рептилий. Они совмещали признаки млекопитающих и пресмыкающихся. Зверозубые рептилии имеют сходство с млекопитающими в строении черепа, позвоночника и конечностей, а также в делении зубов на клыки, резцы и коренные.
Большой интерес с эволюционной точки зрения представляет находка археоптерикса. Это животное величиной с голубя имело признаки птицы, но сохраняло еще черты пресмыкающихся. Признаки птиц: задние конечности с цевкой, наличие перьев, общий вид. Признаки пресмыкающихся: длинный ряд хвостовых позвонков, брюшные ребра и наличие зубов. Археоптерикс не мог быть хорошим летуном, так как у него слабо развиты грудная кость (без киля), грудные мышцы и мышцы крыльев. Позвоночник и ребра не являлись жесткой костной системой, устойчивой при полете, как у современных птиц. Археоптерикса можно считать переходной формой между пресмыкающимися и птицами. Переходные формы сочетают в себе одновременно признаки как древних, так и более эволюционно молодых групп. Еще одним примером служат ихтиостеги – переходная форма между пресноводными кистеперыми рыбами и земноводными.
3. В чем состоит значение реконструкции филогенетических рядов?
Ответ. Филогенетические ряды. По целому ряду групп животных и растений палеонтологам удалось воссоздать непрерывные ряды форм от древнейших до современных, отражающие их эволюционные изменения. Отечественный зоолог В. О. Ковалевский (1842–1883) воссоздал филогенетический ряд лошадей. У лошадей по мере перехода к быстрому и длительному бегу уменьшалось число пальцев на конечностях и одновременно увеличивались размеры животного. Эти изменения явились следствием изменений образа жизни лошади, перешедшей на питание исключительно растительностью, в поисках которой было необходимо перемещаться на большие расстояния. Считается, что на все эти эволюционные преобразования ушло 60–70 млн лет.
Исследование филогенетических рядов, построенных на основе данных палеонтологии, сравнительной анатомии и эмбриологии, важно для дальнейшего развития общей теории эволюции, построения естественной системы организмов, воссоздания картины эволюции конкретной систематической группы организмов. В настоящее время для построения филогенетических рядов ученые все больше привлекают данные таких наук, как генетика, биохимия, молекулярная биология, биогеография, этология и др