Доказателства за еволюция в индивидуалното развитие на организмите - Студопедия
1. Не възрастните организми и техните характеристики се развиват (променят), а генетичните програми на тяхното индивидуално развитие (онтогенеза). Ембриологичните данни показват, че алгоритъмът на развитие на всеки вид живи организми емодификация на алгоритмите на развитие на неговите предци.
2. Генетичната програма на онтогенезата на многоклетъчните животни сама по себе си съдържа по-малко информация, отколкото произтичащият от нея възрастен организъм.Новата информация се "генерира спонтанно" по време на онтогенезата (процесът на самоорганизация) с участието на околната среда(аналози са водните молекули и снежинките). В същото време има „разрешени“ и „забранени“ състояния на системата.
3. Индивидуалното развитие на многоклетъчните организми често повтаря отделни етапи от своята еволюционна история (биогенетичен закон). Това се дължи на факта, че еволюционно по-ранните придобивания отдавнаса свързани с други жизненоважни чертии тяхната промяна е нежелателна, докато по-късните черти са все още пластични и могат да се променят. Следователно, придобиването на нов следва "принципа на адитивността", т.е. добавяне или добавяне на ново към старото
Дори много различни животни преминават през едни и същи ранни етапи на развитие: зигота (оплодено яйце), бластула, гаструла и т.н., повтаряйки се по този начин. етапиот прехода към многоклетъчности други еволюционни придобивания
При всички гръбначни животни има сходство на ембрионите в ранните етапи на развитие: форма на тялото, зачатъци на хрилни дъги, опашка, един кръг на кръвообращението и др. (Законът на Карл Баер за зародишното сходство).
Но докато ембрионът се развива, приликата между ембрионите постепенно избледнява и характеристиките започват да преобладават,характеристика на техните класове, семейства, родове и, накрая, видове.
Месечен човешки ембрион.
Виждат се рудиментите на хрилете и опашката. Разбира се, в хода на развитието хрилните торбички на ембрионите на бозайници не се превръщат в хриле, а в структури, възникнали в хода на еволюцията от тях, като евстахиеви тръби, средно ухо, сливици и др. В същото време се запазва относителното разположение на нервите и кръвоносните съдове, които се приближиха до хрилните арки при рибите. Ето защо, например, рецидивиращият ларингеален нерв при бозайниците от мозъка се спуска по шията, обикаля аортата и се връща нагоре към ларинкса.
Ембрион на делфини.
Виждат се рудиментите на предните (f) и задните (h) крайници. Първите ще развият перки, вторите ще изчезнат.
Пример: При възрастни риби писия и двете очи са от една и съща страна на главата и целият череп е силно изкривен и обезобразен. При предците на писията, разбира се, главата е била симетрична, както при всички нормални риби. Ето защо не е изненадващо, че малките от писия също имат симетрична глава, която в процеса на растеж постепенно губи симетрия, изкривява се и едното око пълзи от другата страна на главата.
Пример: при възрастни риби писия и двете очи са от една и съща страна на главата и целият череп е силно изкривен и обезобразен. При предците на писията, разбира се, главата е била симетрична, както при всички нормални риби. Ето защо не е изненадващо, че малките от писия също имат симетрична глава, която в процеса на растеж постепенно губи симетрия, изкривява се и едното око пълзи от другата страна на главата.
"Evo-Devo": следи от макроеволюция.
Лесно е да си представим променливостта на индивидите от един и същи вид по размер, форма, цвят (породи кучета), но тукголеми пренареждания в структурата на организмите и технитеоргани - не са толкова очевидни.Може ливнезапно(т.е. бързо) да възникнат дълбоки разлики в структурата или поведението на организмите, което ни позволява да говорим за появата на новиродове, семейства, класове, типове,т.е.макроеволюция?
Генетиците отдавна познаватмутации, които причиняват драстични промени в структурата на организмите, като хомеоза (промяна на органи) илиобразуване на обикновени органи на необичайни места. Примери: мутации само наединхомеотичен генмогат да причинят драстични промени в структурата наDrosophilaиArabidopsis("Drosophila" от растителния свят)
Но: големи морфологични пренареждания могат да бъдат причинени отне само генетични, но иепигенетични механизми, свързани сконтрол и регулиране на гените.
Хипотезата заобнадеждаващите чудовищана Голдшмит:появата на ясно различни „изроди“, на които може да не им е лесно, но при определени обстоятелства могат да успеят.
При определени обстоятелства цели популации от такива „чудовища“ могат да се поддържат дълго време.
Пример:ленено семе(роднина на snapdragon). К. Лини описва като форма, която е загубила двустранна симетрия, на един от шведските острови (1742 г.). Тази популация съществува и сега, което позволи да се установи чрез съвременни методи, че това не е „класическа“ мутация, анаследствено предаванеметилиране на хомеотичния ген, отговорен за двустранната симетрия на цветето. Тези. това е епигенетичен механизъм на генна регулация,койтосе предава по наследство. В същото време се промени и механизмът на опрашване.
Друг пример:овчарска чанта (роднина наArabidopsis). В природата има популации, в които 4 венчелистчета, характерни за кръстоцветните растения, се превръщат в тичинки и заемат 10-то място 6. В този случай това се оказвамутация на хомеотичния ген, отговорен за развитието на тичинките, при което зоната на експресия се разширява до областта на гена, отговорен за венчелистчетата. В същото време механизмът на опрашване от насекоми също се промени на опрашване от вятъра.
Важно е да се отбележи, че и в двата примера няма видимаадаптивностзад тези еволюционни промени.Въпреки това, това е еволюция, и то в скокове и граници
Оттук възниква ново съвременно направление -еволюционна генетика на развитието, или "evo-devo"(evo-devo- съкращение отevolutionarydevelopment), което търсиосновниеволюционни трансформации в хода на индивидуалното развитиев историята на видовете с помощта нагенетика на развитиетоипламенна филогенетика на молекулите.
В последната глава на Произхода на видовете (1939, стр. 659), Чарлз Дарвин пише:„Но тъй като напоследък заключенията ми бяха погрешно тълкувани и се твърдеше, че приписвампромените във видовете изключително на естествения подбор,тогава може да ми бъде позволено да отбележа, че в първото и следващите издания на моята книга съм поставил на видно място, а именно в края на въведението, следните думи: „Убеден съм, че естественият подбор бешеосновният, ноне изключителниятфактор на промяната“
Пример за "evo devo": развитие на цветя в семейството на орхидеите, едно от 2-те най-големи цъфтящи семейства (30 000 вида).
Цветето на орхидеята е поразително в своето разнообразие. Но зад това стои строг прагматизъм: 60% от орхидеите се опрашват само от техния вид опрашител (по-честовсички насекоми). Цветето на всички е двустранно симетрично и се състои от 6 венчелистчета (2 кръга по 3). t3 (червено) - устна, важна за опрашването. Както се оказа, за разлика от други цъфтящи орхидеи, вместоединхомеотичен ген DEFICIENS (DEF) от клас B (отговорен за развитието на венчелистчетата), има дочетириDEF-гена за това, единият от които отговарясамоза развитието на устните. Според молекулярната филогенетика предците на орхидеите са имали два от тези гени и след това те са се дублирали по време на еволюцията, последвано от разделяне на функциите. Това е убедителенсценарий заголямо макроеволюционно събитие–появата на орхидеи.
Представете си, че сте се въоръжили с микроскоп и сте започнали да изучавате ембрионалните етапи на развитие на гръбначните животни. Според основните групи, вие избирате риба, саламандър, костенурка и плъх като обекти на изследване. Внимателно и замислено, ден след ден, вие разглеждате последователните етапи на развитие и ги скицирате. И в края на работата ви хрумва да сложите рисунките една до друга. Изненадващо, най-ранните етапи на развитие на тези животни са неразличими един от друг! Колкото по-късен е етапът, толкова повече признаци са характерни за определена група.
 |
Такива експерименти са проведени през 20-те години на миналия век от ембриолога Карл Баер. Това удивително сходство на ранните етапи на развитие по някакъв начин беше причината за любопитството. Това е записът, воден в дневниците на учения. "Имам 2 малки ембриона в алкохол, за които забравих да подпиша името и вече не мога да определя класа, към който принадлежат. Те могат да бъдат гущери, малки птици или много млади бозайници."
През 1928 г. Карл Баер ясно формулиратази характеристика като „закон за зародишното сходство": колкото по-ранни етапи от индивидуалното развитие се изследват, толкова повече прилики се откриват между различните организми. „По-късно Чарлз Дарвин използва тази позиция, за да обоснове единството на произхода на гръбначните животни.
Ембриони на гръбначни животни
В края на миналия век дължим на Ернст Хекел усъвършенстването на принципа на зародишното сходство.
 |
В процеса на ембрионално развитие се повтарят много характеристики на структурата на предшествениците - в ранните етапи се повтарят признаците на по-далечни предци, а в по-късните етапи - близки предци (по-сродни съвременни форми).
Изучавайки ембриологията, човек може да направи по-общо заключение. В процеса на индивидуално развитие (онтогенеза) ембрионите, така да се каже, последователно повтарят структурните характеристики на предшествените форми (т.е. онтогенезата е кратко повторение на филогенезата). Така всички многоклетъчни организми преминават през едноклетъчен стадий в своето развитие, което предполага произхода на многоклетъчните организми от едноклетъчни. Следва етапът на еднослойна "топка" - отговаря на структурата на някои съвременни колониални протозои. Това е пряк намек за възможен механизъм за възникване на многоклетъчност - делящите се клетки не са се разпръснали, а са останали наблизо; вероятно в бъдеще тези клетки са започнали да изпълняват различни функции. Следващият етап, през който преминават всички животни, е двуслойната "чанта". Този етап съответства на структурата на съвременните коелентерати (например хидра).
Ларвите са ранните стадии на развитие на някои животни. И понякога, само като се интересувате от структурата на ларвите, е възможно правилно да установите семейните връзки между организмите. И така, асцидии - морски животни с меко тяло -филтърните хранилки, водещи прикрепен начин на живот, на пръв поглед не могат да се нарекат хордови животни. Дълго време се смятаха за безгръбначни. Те са броили, докато проследят развитието на животното от свободно плуваща ларва до възрастен организъм. Тогава се оказва, че ларвата има ясно изразена хорда, куха неврална тръба от дорзалната страна на тялото и двустранна симетрия. И следователно това животно принадлежи към вида хордови и има семейни връзки по-скоро с ланцета - признат примитивен хордат.
Ембриологични доказателства за еволюцията:
1) по време на сексуалното размножаване, развитието на организми от оплодено яйце 2) сходството на ембрионите на гръбначните животни в ранните етапи на тяхното развитие. Образуване в ембриони на признаци на клас, ред, а след това род и вид, докато се развиват; 3) биогенетичният закон на Ф. Мюлер и Е. Хекел - всеки индивид в онтогенезата повтаря историята на развитието на своя вид (формата на тялото на ларвите на някои насекоми е доказателство за произхода им от червеподобни предци).
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката: