Kuidas luua suhet tänapäevaste ja väljasurnud loomade vahel. Hämmastavad perekondlikud sidemed loomamaailmas. Paleontoloogilised tõendid loomade evolutsiooni kohta
Esimese soojaverelise looma – kuulsa lamba Dolly kloonimisest on möödunud üle 20 aasta. Tänapäeval kasutatakse identsete organismide loomise tehnoloogiaid kõikjal maailmas – laborites ja puukoolides, kus loomi katseteks kasvatatakse. Paarikümne aasta jooksul sündis tuhandeid kloonitud hiiri, rotte, küülikuid, konni, kitsi, lehmi ja isegi kaameleid. Olles omandanud kloonimistööriista ja kohandanud seda igapäevaste uurimisvajaduste jaoks, otsustasid bioloogid kasutada seda väljasurnud liikide taasloomiseks. Tutvustame seitset organismi, mille taaselustamise nimel teadusrühmad praegu tegelevad.
Villane mammut
Väljasurnud umbes 10 tuhat aastat tagasi
Teadlased on tõsised ja pragmaatilised inimesed. Ärge arvake, et nad valivad kloonimiseks kandidaate oma lemmikute hulgast. Ei, teadlased analüüsivad, kuidas ülestõusnud liigid võiksid praegusele ökosüsteemile kasu tuua. Kui loom aitab kaasa selle stabiliseerimisele ja paranemisele, antakse talle võimalus unustusest naasta.
Võtame näiteks villase mammuti (Mammuthus primigenius) ja tema naabrid, kes elasid 2–10 tuhat aastat tagasi. Nende hiiglaste, aga ka villaste ninasarvikute, iidsete piisonite ja metskitse väljasuremisega kadusid ka kõige rikkalikumad õitsvad mammut-stepid, millel toitusid teised suured rohusööjad: metshobused, muskusveised ja põder. Nüüd on meie riigi põhjaosas, kus kõik need loomad elasid, lage tundra. Viimane jääaeg hävitas mitte ainult megafauna, vaid ka taimestiku.
Näib, et mammutite ülestõusmise idee on olnud õhus hetkest, mil tehti kindlaks, et nad on välja surnud. Kuid hiljuti hakkas idee teoks saama. 2008. aastal dešifreeris rühm vene geneetikuid mitokondriaalse DNA järjestuse (mitokondrid on iga looma- ja taimeraku oluline komponent koos rakutuuma, Golgi aparaadi, ribosoomi, lüsosoomi jne), eraldati nende fossiilsetest jäänustest. villane mammut. Ja 2011. aastal leidis rahvusvaheline meeskond, mida juhtisid Webb Miller ja Stefan Schuster Pennsylvania ülikoolist (USA), 70% mammuti DNA-st. 2015. aastal siirdas Harvardi professor George Church edukalt mõned mammutigeenid Aafrika elevandi DNA-sse. Praegu tegeleb villase mammuti kloonimisega suur koostöö Venemaa, USA, Lõuna-Korea ja Jaapani teadlastest. Positiivseid tulemusi veel pole, kuid teadlaste visadust jälgides võib vähemalt edu loota.
Veelgi suuremat lootust mammuti ülestõusmiseks annab see, et Jakuutias on viimased 20 aastat sellele elajasele kodu ette valmistanud - mammutsteppide taimestiku mitmekesisust taastanud. Projekti nimega "Pleistotseeni park" käivitas 1997. aastal Venemaa ökoloog, Venemaa Teaduste Akadeemia Kirde teadusjaama direktor Sergei Zimov.
Aeg-ajalt arutavad teadlased pleistotseeni megafauna teise esindaja – villase ninasarviku (Coelodonta antiquitatis) – tagasituleku vajadust. Kuid keegi ei tegele selle kloonimisega veel tõsiselt.
Reisija tuvi
Viimane isik suri 1914. aastal
Paleontoloogide avastused näitavad, et need tuvide perekonnast pärit linnud leidsid mammutid: vanimad säilmed on vähemalt 100 tuhat aastat vanad. Reisituvid (Ectopistes migratorius) on palju üle elanud: kliimamuutused, megafauna väljasuremine. Nad elasid eranditult kaasaegse Põhja-Ameerika territooriumil, see tähendab, et nad olid selle endeemid. Teadlased oletavad, et kuni 17. sajandini, kuni Põhja-Ameerika maade koloniseerimise alguseni, ulatus nende lindude populatsioon miljarditesse isenditesse.
Asunikud, maitsnud reisituvide pehmet liha, asusid neid massiliselt hävitama. Oma osa liigi väljasuremisel mängis ka lindude pesitsemispaiga metsade ulatuslik raadamine, aga ka tuvide peamise toidu – Ameerika kastanite – hävitamine. 20. sajandi alguseks polnud selliseid linde looduses praktiliselt järel ning 1914. aastal suri viimane Ameerika linna Cincinnati loomaaias elanud tuvi nimega Martha.
Nüüd töötab Californias reisituvi kloonimise kallal sõltumatu uurimisorganisatsioon Revive and Restore, mis on loodud väljasurnud liikide taaselustamiseks. Organisatsiooni asutaja, evolutsioonibioloogi ja ökoloogi Ben Novaki jaoks on tegemist prioriteetse projektiga (Revive and Restore kloonib korraga mitut liiki hävitatud looma): ta lubab 2025. aastal esitleda maailmale esimese isendi.
Täidisega reisituvid (Vanderbilti muuseum, USA). Foto: wikipedia.org
Mauritiuse dodo või dodo
Hävitatud 1680. aastatel
Selle eranditult Mauritiuse saarel elanud linnu kujutis on paljudele tuttav Lewis Carrolli muinasjutust "Alice Imedemaal". Peategelane kohtub pisarabasseinis Dodo-nimelise olendiga ja on üllatunud tema ebamäärasest kõnest, mis on segane ja terminitega üle koormatud. John Tennieli raamatu esimese väljaande illustratsioonidel on Alice'i uut tuttavat kujutatud raske keha, suurte käppade, tillukeste tiibade ja võimsa nokaga linnuna, kes on keskelt laienev, kumer ja terava otsaga. Täpselt nii on Mauritiuse dodot (Raphus cucullatus) kujutatud 16. sajandi lõpus Mauritiusele saabunud Hollandi kolonialistide visandid. Nende illustratsioonid ja päevikukirjed on esimesed dokumentaalsed tõendid dodo olemasolust.
Nagu reisituvid, äratasid dodod asunike seas puhtalt gastronoomilist huvi, millest annavad tunnistust säilinud sissekanded laevade logidesse ja päevikutesse. "See lind on nii suur, et me ei suutnud seda korraga ära süüa, ülejäänud liha tuli soolata," kurtis või rõõmustas meremees William van West Replacement.
Dodod olid tõepoolest suured: mõne isendi kõrgus ulatus meetrini ja kaal 17 kilogrammi. Need linnud hävitati kiiresti, sest nad olid kerge saak: neil polnud looduslikke vaenlasi ja nad lubasid inimestel ligi pääseda. Oma osa kadumisele aitasid kaasa ka meremeeste toodud koduloomad - koerad ja sead, kes keerutasid dodopesi üles ja maiustasid oma munadega. Kaasaegsete uuringute kohaselt surid viimased Mauritiuse dodo isendid 17. sajandi lõpus.
2000. aastate alguses alustasid Briti ja Ameerika teadlased molekulaarbioloogi ja geneetiku, evolutsioonibioloogia professori Beth Shapiro juhtimisel dodo genoomi dešifreerimist. Tööd tehakse Oxfordi ülikoolis, biomaterjalina kasutatakse kuivatatud dodopäid Oxfordi loodusloomuuseumi kogust. Seni on teadlased linnu DNA-d vaid osaliselt taastanud ja hakanud selle geene võrdlema tänapäevaste lindude – dodo potentsiaalsete sugulaste – DNA-ga. See on oluline, sest liiki saab taastada vaid siis, kui viia tema geenid ühisest perekonnast pärit elusorganismi munarakku. Sensatsioonilisi tulemusi pole veel olnud.
Dodo skelett ja mudel, mis põhineb kaasaegsetel uuringutel (Oxfordi ülikooli loodusloomuuseum, Suurbritannia). Foto: wikipedia.org
Kanarbikukurn
Viimane isik suri 1932. aastal
Kanarbik (Tympanuchus cupido cupido) sarnanes tänapäeva tedrega, kuid oli väiksem – umbes kodukana suurune. See lind elas kunagi peaaegu kogu tänapäeva Ameerika Ühendriikide territooriumil. Kolonistide jäetud ülestähenduste järgi oli kanarbiku lindude liha äärmiselt maitsev ning linde endid oli uskumatult palju: neid tapeti iga päev sadu või isegi tuhandeid. Korjused müüdi peaaegu tasuta. Siiski näib, et liigi hävitamisel ei mänginud otsustavat rolli mitte inimesed, vaid tema poolt koos kanadega sisse viidud surmav linnuhaiguse histomoonia - alglooma Histomonas meleagridis põhjustatud maksa- ja soolte nekroos.
19. sajandi lõpuks oli alles umbes kakssada isendit ja siis vaid hõredalt asustatud Martha's Vineyardi saarele (praegu USA Massachusettsi osariigi osa). Püüdes olukorda parandada ja kanarbiku asurkonda suurendada, lõid ameeriklased sellele saarele looduskaitseala, kuid nende pingutused olid asjatud: 1932. aastal suri viimane isend.
Peamise töö sulgede kloonimisel viivad läbi Revive and Restore'i teadlased. Nende jaoks on kanarbiku ellu äratamine reisituvi järel teine prioriteetne projekt. Nii et ka sellel linnul on võimalus tagasi tulla.
Suur auk
Viimased esindajad hävitati 1850. aastatel
Ainuke lennuvõimetu lind kaljukaslaste sugukonnast, kuhu kuulub palju tänapäevaseid merelinde: lunnid, kiisud, väikesed alked, urud jt. Suur-aukad (Pinguinus impennis) elasid Atlandi ookeani põhjapoolsetes vetes (Põhja rannikul). - USA idaosa, Kanada, Gröönimaa, Island, Fääri saared, Norra). Oma struktuuri, loiduse ja mustvalge värvusega meenutas see pingviine. Teadlased on nende suhte üle pikka aega vaielnud. Kuid 2002. aastal, kui suur-auku mitokondriaalne DNA dešifreeriti, selgus, et see lind on pärit hoopis teisest perekonnast.
Suurte geograafiliste avastuste ajastul olid udusuled ja munad eurooplaste seas väga nõutud. 19. sajandiks oli linnupopulatsioon tugevasti kahanenud ja kollektsionääride seas tõusid märgatavalt topisted, mis kutsus esile uue vägivallaringi alkide vastu. Nende looduslikud vaenlased: mõõkvaalad ja jääkarud aitasid inimestel ka linde hävitada. On olemas versioon, et viimased Kanada Newfoundlandi saare lähedal elanud isendid leidsid ja hävitasid salakütid 1850. aastatel.
Mitmed USA ja Euroopa teadusrühmad üritavad seda looma sama organisatsiooni Revive and Restore toel ellu äratada.
Suured alked (John James Auduboni joonistus filmist Birds of America). Foto: wikipedia.org
Bucardo
Liik kuulutati ametlikult väljasurnuks 2000. aastal.
Bucardo (Capra pyrenaica pyrenaica) on pürenee metskitse väljasurnud alamliik. Need loomad elasid Pürenee poolsaare (Hispaania) põhjaosas. Tõenäoliselt aitasid nende kadumisele kaasa mitmed tegurid: salaküttimine, keskkonna halvenemine ja konkurents toidu pärast kodustatud kabiloomadega.
Viimane isik, nimega Celia, suri 2000. aastal Huesca provintsis asuvas Hispaania rahvusreservaadis. Aragoni põllumajanduse ja tehnoloogia uurimiskeskuse teadlased päästsid aga Celia geneetilise materjali ja püüdsid 2009. aastal luua temast klooni. Õnnestumisvõimalused olid suured, sest geneetikud ei pidanud oma lähimate sugulaste kindlakstegemiseks pikka aega ja valusalt identifitseerima - surrogaatemadeks võeti ibeeria kitse teise alamliigi emased.
Hispaania bioloogid lõid 439 embrüot ja siirdasid need 57 kitse emakasse. Tiinus tekkis seitsmel emasel, kuid ainult üks suutis vasikat kanda. Kahjuks suri kitsepoeg mõni minut pärast sündi. Pärast seda peatati määramata ajaks töö bucardo taaselustamiseks.
Tülatsiin ehk marsupiaalne hunt
Viimane isik suri 1936. aastal
Teine tõenäoline kloonimise kandidaat on kukkurhunt, tuntud ka kui tülatsiin (Thylacinus cynocephalus), kes elas peamiselt Tasmaania saarel, paarisaja kilomeetri kaugusel Austraalia mandrist. Austraalia aborigeenid jahtisid neid loomi entusiastlikult, nii et kui Euroopa laevad saare kallastele jõudsid, oli kukkurhunte väga vähe. Esimesed teated selle olendi kohta pärinevad 1808. aastast. Nende autor loodusteadlane George Harris klassifitseeris tülatsiini opossumite perekonna liikmeks. "Ainus, mis teda opossumitest eristab, on pea, mis näeb välja nagu koera oma," märkis teadlane oma päevikus. Hiljem vaatasid teadlased Harrise versiooni üle ja registreerisid tülatsiini eraldi taksonoomilises rühmas – marsupiaalsete huntide perekonda.
Hundid kadusid lõplikult 20. sajandil – 1940. aastateks ei jäänud ellu ainsatki isendit. 1999. aastal üritasid Austraalia teadlased esimest korda looma kloonida – edutult. Teise tülatsiini elluäratamise projekti käivitasid 2008. aastal Melbourne'i ülikooli bioloogid: nad sisestasid hiire embrüosse marsupiaalse hundi DNA fragmente. Praegu on see kõik, kuid töö jätkub. Ja mis kõige tähtsam, seda toetab, sealhulgas rahaliselt, Austraalia valitsus.
P.S. Muidugi tahaks taasluua ka koopalõvi, koopakaru, suure sarvega hirve, mõõkhambulise kassi, moa lindu, quagga, siniliblika... Aga nagu näha, on see mitte nii lihtne. Teadlased seisavad silmitsi paljude väljakutsetega: alates DNA taastamisest ja ideaalse surrogaatema leidmisest kuni tulevaste kloonide elupaiga taaselustamiseni.
Igasugune loomaliik ilmub, levib, vallutab uusi territooriume ja elupaiku ning elab mõnda aega suhteliselt püsivates tingimustes. Kui need tingimused muutuvad, võib see nendega kohaneda, muutuda ja tekitada uue liigi (või uue liigi) või see võib kaduda. Selliste protsesside kogum moodustab orgaanilise maailma evolutsiooni, organismide ajaloolise arengu - fülogeneesi.
See essee on pühendatud teemale "Loomamaailma areng". Teema laiendamiseks käsitletakse järgmisi küsimusi:
1. Loomamaailma evolutsiooni põhjused Charles Darwini ideede põhjal
2. Loomade ehituse tüsistus. Liikide mitmekesisus evolutsiooni tulemusena.
3. Tõendid loomade evolutsiooni kohta.
Loomade erineva organiseerituse põhjused, olemasolevate ja väljasurnud liikide erinevused ning atavismi ilmingud on teadlastele ja kirikutegelastele pikka aega huvi pakkunud.
Kuulus inglise teadlane Charles Darwin (1809-1882) selgitas neid nähtusi kõige põhjalikumalt oma teoses "Liikide päritolu".
Darwini õpetuse järgi ei loonud liikide mitmekesisust Jumal, vaid see tekkis pidevalt toimuvate pärilike muutuste ja loodusliku valiku tõttu. Kõige sobivamate isendite ellujäämise protsessis märkis Darwin olelusvõitlust, mille tulemuseks on kohanemata organismide väljasuremine ja kõige sobivamate organismide paljunemine.
Pärilikkus on organismide võime oma järglastele edasi anda oma spetsiifilised ja individuaalsed omadused või omadused. Seega annab teatud loomaliik oma vanematega sarnaseid järglasi. Mõned loomade individuaalsed omadused võivad olla ka pärilikud, näiteks imetajate karvkatte värvus ja piima rasvasisaldus.
Muutlikkus on organismide võime eksisteerida erinevates vormides, reageerides keskkonnamõjudele. Muutlikkus avaldub iga organismi individuaalsetes omadustes. Looduses pole kahte absoluutselt identset looma. Sündinud pojad erinevad igast oma vanemast värvi, pikkuse, käitumise ja muude omaduste poolest. Loomade erinevused, nagu märkis C. Darwin, sõltuvad järgmistest põhjustest: tarbitava toidu kogusest ja kvaliteedist, temperatuuri ja niiskuse kõikumisest, organismi enda pärilikkusest. Charles Darwin tuvastas kaks peamist varieeruvuse vormi, mis mõjutavad loomamaailma evolutsiooni – kindel, mittepärilik ja määramatu ehk pärilik.
Teatud varieeruvuse järgi mõistis Charles Darwin identsete keskkonnatingimuste mõjul identsete muutuste esinemist paljudes sugulasloomades. Nii muutus Transbaikali oravate paks karv nende aklimatiseerumisel Kaukaasia okasmetsades hõredaks. Küülikute madalal temperatuuril hoidmine toob kaasa paksema karva. Toidupuudus põhjustab mets- ja koduloomade kasvu aeglustumist. Järelikult on teatav varieeruvus loomade otsene kohanemine muutunud keskkonnatingimustega. Selline varieeruvus ei kandu üle järglastele.
Ebakindel pärilik varieeruvus mõistis Charles Darwin erinevate muutuste esinemist paljudes sugulasloomades samade (sarnaste) tingimuste mõjul. Charles Darwini sõnul on ebamäärane varieeruvus pärilik ja individuaalne, kuna see tekib juhuslikult liigi ühes isendis ja on päritav. Individuaalse päriliku varieeruvuse näiteks on lühikeste jalgadega lammaste ilmumine, pigmendi puudumine lindude sulgedes või imetajate karvas.
Charles Darwin pidas loomamaailma evolutsiooni üheks põhjuseks olelusvõitlust, mis tekib organismide intensiivsest paljunemisest. Mis tahes loomaliigi vanempaar annab arvukalt järglasi. Sündinud järglaste arvust jäävad täiskasvanuks ellu vaid vähesed. Paljud süüakse ära või surevad peaaegu kohe pärast sündi. Need, kes alles jäävad, hakkavad üksteisega võistlema toidu, paremate elupaikade ja vaenlaste eest varjupaiga pärast. Ellu jäävad nende vanemate järeltulijad, kes on antud elutingimustega kõige enam kohanenud. Seega viib olelusvõitlus loodusliku valikuni – tugevaima ellujäämiseni.
Looduses erinevad sama liigi isendid üksteisest mitmeti. Mõned neist võivad olla kasulikud ja, nagu Darwin märkis, "isikutel, kellel on ülejäänute ees isegi väike eelis, on parim võimalus ellu jääda ja sama järglane maha jätta." Looduses toimuvat protsessi, mis säilitab keskkonnatingimustega kõige paremini kohanenud organismid ja hävitab kohatuid organisme, nimetatakse looduslikuks valikuks. Charles Darwini sõnul on looduslik valik loomamaailma evolutsiooni peamine, juhtiv põhjus.
2. LOOMADE STRUKTUURI SUURENDAV KEREPUKS. LIIKIDE MITMEKESISUS EVOLUTSIOONI TULEMUSEL
Seega on lindudel voolujooneline keha, kerge luustik, mis hõlbustab tiibade abil kiiret liikumist õhus. Veeloomadel, nagu vaalad, delfiinid ja karushülged, on torpeedokujuline keha, mis on kohandatud veekeskkonnas kiireks liikumiseks. Maismaaloomadel on maapinnal kiireks liikumiseks hästi arenenud jäsemed. Maa-alused loomad, nagu mutid ja mutihiired, juhivad urguvat elustiili. Väikesed loomad on kaetud lühikese paksu karvaga, mis ei lase mullaosakestel nahale sattuda, ja neil on võimsad esijäsemed, mis on kohandatud maa-aluste käikude kaevamiseks.
Olemasolevad selgroogsed – kalad, kahepaiksed, roomajad, linnud ja imetajad, mida iseloomustab järjest keerukamaks muutuv organisatsioon, tekkisid pika ajaloolise arengu käigus päriliku muutlikkuse, olelusvõitluse ja loodusliku valiku alusel.
Meid ümbritsev fauna on rikas mitte ainult isendite arvukuse, vaid ka liigirikkuse poolest. Iga liigi iga isend on kohanenud eluks oma elupaiga tingimustes. Kui suur rühm mis tahes liigi esindajaid satub erinevatesse tingimustesse või läheb üle erinevale toidule, võib see kaasa tuua uute omaduste või kohanemise. Kui need uued kohanemised erinevates tingimustes osutuvad rändloomadele kasulikuks, siis tänu looduslikule valikule säilivad äsja omandatud omadused nende ridades ja kanduvad edasi põlvest põlve. Seega võib ühest liigist evolutsiooni käigus tekkida mitu uut. Tegelaste lahknemise protsessi seotud organismides nimetas Charles Darwin lahknemiseks.
Erinevuste näide on Galapagose saarestiku väikelinnuvindid. Darvini liigid vindid erinevad oma noka kuju ja suuruse poolest (joon. 194). Darwin leidis, et vindid, kellel oli väike terav nokk, toitusid vastsetest ja täiskasvanud putukatest. Võimsa massiivse nokaga vindid toitusid puuviljadest. Täheldati ka nende nokade varieeruvuse järkjärgulisi üleminekuid vintide puhul. Seega toimus evolutsiooni käigus loodusliku valiku suunaga määratud karakterite lahknemise tõttu spetsifikatsioon. Uue liigi tekkele, nagu märkis Darwin, eelneb vahevormide – sortide – teke. See evolutsiooniline protsess lõpeb uute liikide tekkega.
Lahknemise ja loodusliku valiku suunatud tegevuse kaudu moodustub looduses mitmesuguseid liike.
2. Tõendid loomade evolutsiooni kohta
Paleontoloogilised tõendid
Paleontoloogia on teadus mineviku geoloogiliste ajastute iidsetest organismidest. Ta uurib nende inimeste fossiilseid jäänuseid, kes elasid Maal kümneid ja sadu miljoneid aastaid tagasi. Fossiilsed jäänused on kivistunud molluskite kestad, kalade hambad ja soomused, munakoored, luustikud ja muud tahked organismide osad, nende elutegevuse jäljed ja jäljed, mis on säilinud pehmes mudas, savis, liivakivis (joonis). Need kivimid olid kunagi kivistunud ja säilinud kivistunud olekus Maa erinevates kihtides. Kivistunud leide kasutades taasloovad paleontoloogid möödunud ajastute loomamaailma. Maa sügavaimatest kihtidest meieni jõudnud paleontoloogiliste proovide uurimine näitab veenvalt, et muinasaja loomamaailm erines oluliselt tänapäevasest. Madalamates kihtides paiknevate loomade kivistunud jäänused, vastupidi, kannavad tänapäevaste loomadega sarnaseid struktuurseid jooni. Võrreldes eri ajastutel elanud loomi, tehti kindlaks, et loomamaailm muutus ajas pidevalt. Erinevatest süstemaatilistest rühmadest pärit tänapäevaste loomade suhe väljasurnud loomadega tehakse kindlaks nn vahe- ehk üleminekuvormide leidudega. Näiteks sai teatavaks, et linnud põlvnevad roomajatest, kes on nende lähimad sugulased, kuid samas erinevad neist oluliselt.
Euroopas leiti nii roomajatele kui lindudele omaste omadustega loomaprint. Rekonstrueeritud looma teaduslik nimi on Archeopteryx. Roomajatele iseloomulikud tunnused on raske luustik, võimsad hambad (kaasaegsetel lindudel need puuduvad) ja pikk saba. Lindudele iseloomulikud tunnused on sulgedega kaetud tiivad. Kasutades kivistunud säilmeid, on teadlased üsna täielikult taastanud palju üleminekuvorme kaugetest esivanematest kaasaegsematele loomadele.
Organismide välimuse täielik rekonstrueerimine, mis on üleminek kaugetelt esivanematelt kaasaegsetele loomadele, on üks paleontoloogilisi tõendeid elusorganismide evolutsiooni tõelisest pildist Maal.
Paljudel varem elanud loomadel pole kaasaegses loomamaailmas analooge – nad on välja surnud. Täna püüavad paleontoloogid välja selgitada nende kadumise põhjuseid. Suurimad väljasurnud loomad olid dinosaurused.
Embrüoloogilised tõendid
Erinevate selgroogsete rühmade, näiteks kalade, vesikonna, kilpkonna, linnu, küüliku, sea ja inimese embrüonaalse arengu tunnuste võrdlus näitas, et kõik varases arengujärgus olevad embrüod on üksteisega väga sarnased. Edaspidine embrüote areng säilitab sarnasuse ainult tihedalt seotud rühmades, näiteks küülikul, koeral, inimesel, kellel on täiskasvanueas ühine struktuuriplaan. Edasine areng viib embrüote sarnasuste kadumiseni.
Igal liigi esindajal kujunevad välja ainult talle iseloomulikud struktuurilised tunnused. Embrüonaalse arengu lõpus ilmnevad konkreetsele loomaliigile iseloomulikud märgid.
Iga embrüo järjestikuste arenguetappide uurimine võimaldab rekonstrueerida kauge esivanema välimust. Näiteks imetajate embrüote varajased arengufaasid on sarnased kalaembrüotega: neil on lõpusepilud. Ilmselt olid loomade kauged esivanemad kalad. Järgmises arengujärgus on imetaja embrüo sarnane vesikonna embrüole. Järelikult oli nende esivanemate seas ka kahepaikseid (joon. 1).
Seega näitab erinevate selgroogsete loomade rühmade embrüonaalse arengu uurimine võrreldavate organismide suhteid, selgitab nende ajaloolise arengu teed ja on tõendiks elusorganismide evolutsiooni olemasolu kohta.
Võrdlevad anatoomilised tõendid
Erinevate klasside selgroogseid võrreldes selgus, et neil kõigil on ühtne struktuuriplaan. Kahepaiksete, roomajate, lindude ja imetajate kehad koosnevad peast, torsost, esi- ja tagajäsemetest. Neid iseloomustasid sarnased naha igavikud ja nad olid neljajalgsed. Elundeid, mis on kaotanud oma funktsiooni pikaajalise mittekasutamise tagajärjel, nimetatakse vestigiaalseteks. Loomade vestigiaalsete elundite olemasolu on ümberlükkamatu tõend evolutsiooni olemasolust.
I ETAPP
II ETAPP
Kala Salamander Kilpkonn Rott Inimene
Riis. 1 Selgroogsete embrüote sarnasus
Riis. 2. Vestigiaalsed loomaorganid
Kui embrüonaalse arengu protsess on mingil põhjusel häiritud, võivad looma kehaehituse teatud tunnused teistest sama liigi isenditest järsult erineda. Kuid nende olemasolu ja sarnasus selle loomaklassi teiste esindajatega näitab iga liigi seotud päritolu ja arengut. Esivanemate tunnuste avaldumise juhtumeid tänapäeva inimestel nimetatakse atavismiks. Selle näited hõlmavad järgmist: tänapäevaste hobuste kolmevarbalisus; täiendavad piimanäärmete paarid neil, kellel oli alati üks paar; karvade olemasolu üle kogu keha.
Võrdlevaid anatoomilisi seeriaid, mis näitavad samasse klassi, perekonda või perekonda kuuluvate liikide ajaloolise arengu suundi, peetakse oluliseks evolutsiooni tõendiks. Näiteks paljunemismeetodid muna-, kukkurlooma- ja platsentaarloomadel näitavad reproduktiivsüsteemide arengusuundi; hobuslaste jäsemed näitavad ühevarbajala tekkimist seoses muutunud elutingimustega jne.
KOKKUVÕTE
Nii olemegi uurinud loomamaailma arengu põhiprintsiipe, lähtudes Charles Darwini teooriast, mille kohaselt kujunes liikide mitmekesisus pidevalt toimuvate pärilike muutuste ja loodusliku valiku tõttu. Loomamaailma evolutsiooni üks põhjusi Darwini järgi on olelusvõitlus, mille tulemusena toimub kohanematute organismide väljasuremine ja enim kohanenud organismide taastootmine.
Loomade vormide ja kehastruktuuride hämmastav mitmekesisus on loodusliku valiku tulemus, mille tulemusena kuhjuvad järglastes pidevalt omadused, mis on neile antud eksistentsitingimustes kasulikud, ja see protsess omakorda viib loomade ehituse tüsistuseks. Pealegi võib ühest liigist evolutsiooni käigus tekkida mitu uut. Tegelaste lahknemise protsessi seotud organismides nimetas Charles Darwin lahknemiseks.
Väljasurnud roomajate mitmekesisus on näide nende lahknemisest erinevatel elutingimustel.
Suurel alal elavad sama liigi loomad on tavaliselt heterogeensed. Nende uurimus näitab tegelaste lahknemist indiviididel ja uute süstemaatiliste rühmade moodustumise algust.
Kirjandus
Akimov O. S. Loodusteadus. M.: UNITY-DANA, 2001.
Gorelov A. A. Kaasaegse loodusteaduse kontseptsioonid. - M.: Keskus, 2002.
Gorokhov V.G. Kaasaegse loodusteaduse kontseptsioonid. - M.: INFRA-M, 2000.
Dubnischeva T.Ya. ja teised.Kaasaegne loodusteadus. - M.: Turundus, 2000.
Kaasaegse loodusteaduse põhimõisted. - M. : Aspekt - Pr, 2001
Petrosova R.A. Loodusteadus ja põhiökoloogia. - M.: Akadeemia, 2000.
Tšaikovski Yu.V. Evolutsioonilise diagnostika elemendid. - M., 1999.
Loomamaailm ei lakka hämmastamast oma mitmekesisusega, kuid nagu teadlased on välja selgitanud, on esmapilgul kokkusobimatute liikide vahel perekondlikud sidemed, mis ulatuvad tagasi iidsetesse aegadesse. Siin on mõned näidised...
Vaalalised (delfiinid ja vaalad) on ühed armastatumad ja austatud loomad maa peal. Hoolimata sellest, et nende elemendiks on merede ja ookeanide avarused, kuuluvad heatujulised hiiglaslikud vaalad ja kelmikad targad delfiinid imetajate klassi ning neil pole kaladega mingit pistmist.
Üllataval kombel tuleks delfiinide lähimaid sugulasi otsida maa pealt, õigemini Aafrikast. Siin, Sahara kõrbest lõuna pool, elavad loomad, kellel on teadlaste sõnul delfiinidega ühised esivanemad.
Ambulocetus. wiki/Nobu Tamura
Need iidsed olendid, kes elasid rohkem kui viiskümmend miljonit aastat tagasi, jagunesid kaheks liiniks: vaalalised ja antrakoteerumid. Seda on raske uskuda, kuid neil päevil kõndisid vaalad ja delfiinid maal ning elasid poolveelist elustiili, nagu tänapäevased krokodillid ja saarmad. Ülaltoodud fotol on skemaatiline kujutis vaalade esivanemast Ambulocetusest, kelle nimi tähendab ladina keelest "kõndivat vaalat".
Antrakoteerium. wiki / Dmitri Bogdanov
Teisel fotol on artiodaktüülide seltsi väljasurnud esindaja Anthracotherium, millest jäi maha vaid üks järeltulija – jõehobu. Vahepeal harjusid vaalalised üha enam eluga vees, kuni unustasid täielikult oma maismaapäritolu.
Vahepeal vaidlevad teadlased, kas vaalad ja delfiinid tasub arvata artiodaktiili järjekorda, kuhu lisaks jõehobudele kuuluvad hirved, lehmad, sead jne. Nõus, selline naabruskond näeks pehmelt öeldes kummaline välja.
Inimestel on karudega mitmetähenduslikud suhted. Ühest küljest paneme igal õhtul lapsed kaisukaru kallistades magama, teisalt aga kohutab meid mõte, et võime end elavaga kahekesi leida.
Ta on korraga ähvardav ja nägus ning tundub, et tema sugulased peaksid olema samad. Kuid see pole täiesti tõsi: emake loodus ei järgi alati lihtsat ja arusaadavat teed. Ja selle kinnituseks on ka fakt, et teadlased nimetavad hülgeid, merilõvisid jne karude lähimateks sugulasteks.
Loivalised on evolutsioonipuul alati erilisel positsioonil olnud. Geneetilised uuringud tõestavad aga selgelt, et loivaliste lähimad sugulased on karud ja tuhkrud. Skeptikud ütlevad: "Neil pole midagi ühist; selle nägemiseks ei pea te olema bioloog." Kuid see tundub nii ainult neile, kes ei viitsi neid loomi lähemalt vaadata.
Vähemalt võrrelge nende käppasid. Hülge lest on lamedam ja karu küünised pikemad. Kuid mõlemal käpal on viis mittetõmmatavat küünist, sama luu struktuur ja mõlemad on plantigraadsed, mis tähendab, et kui nad liiguvad, puudutavad kand ja varbad maad samal ajal.
Puyila. wiki/Nobu Tamura
Kanadas Devoni saarel meteoriidikraatrist avastatud fossiilide leiud viitavad sellele, et loivalised põlvnesid Puyilast (lat. Puijila darwini) on röövellik imetaja, kes elas rohkem kui kakskümmend miljonit aastat tagasi. Puyil võis maal hõlpsasti neljakäpukil liikuda, nagu karud, kuid tal olid vööga jäsemed, mis võimaldasid neil vees jahti pidada.
Rahulikud ja usaldusväärsed hobuslaste suguvõsa esindajad (hobused, eeslid jne) said inimese ustavateks abilisteks mitu tuhat aastat tagasi ja on sellest ajast peale teda ustavalt erinevates eluvaldkondades teeninud.
Lihtne on eeldada, et eeslitel ja hobustel peavad olema tihedad peresidemed nendega, kellega nad jagavad rasket ülesannet inimest teenida. Kuid tegelikult ei näe te eesli lähimaid sugulasi tavalises talus tõenäoliselt. Temaga kohtumiseks peate minema kas Aafrika mandrile või mõnda Aasia riiki - siin elavad hobuste perekonna viis ülejäänud lähimat sugulast.
Ninasarvikud kuuluvad paariskäpaliste seltsi, kuhu lisaks neile kuulub veel kaks perekonda – hobuslased ja tapiirid. Nende välimus meenutab kergekaalulist ninasarviku koopiat, mis on ilma raskest soomust ja hirmuäratavast relvast - hiiglaslikust sarvest.
Herakoteerium. wiki/Heinrich Harder
Kui vaatate nende loomade lähiminevikku, näete, kui palju neil ühist on. Näiteks ninasarvikud kõnnivad, toetudes kolmele suurele varbale (nende arv on paaritu, sellest ka nimi – paarituvarvastega sõralised) ja kunagi tegid sama ka hobused. Aja jooksul muutusid nende varbad üheks suureks tiheda küüneplaadiga kaetud sõrmeks, muutudes tänapäeval kabjaks.
Kaasaegse hobuse iidseimad esivanemad olid Heracotherium – neljavarbalised hobusetaolised loomad, kes elasid eotseeni ajastul (55-45 miljonit aastat tagasi). Seejärel hakkas varvaste arv vähenema – Mesohippusel ja Merikhippusel oli neid kaks ning siis ilmus Pliohippus – esimene pliotseenis (5-2 miljonit aastat tagasi) elanud ühevarvas hobune.
Teine ootamatu suhe on mangustide suhe. Välimuselt meenutavad hüäänid elust peksa saanud koeri, kuid loomapoodi hüäänipoega järele tormata ei tasu.
Sellel agressiivsel kiskjal pole ei iseloomult ega geneetiliselt midagi pistmist koertega, keda me nii väga armastame. Lihasööjate seltsi järg jaguneb kaheks: alamseltsiks Felidae (lat. Feliformia) ja koerlased (lat. Caniformia). Hüäänid kuuluvad spetsiifiliselt röövimetajate kassiharu, seda kinnitab nende kolju ja hammaste ehitus.
Hüääni lähimad sugulased, kes kuuluvad ka alamseltsi Catiformes, on mangulaste perekonna esindajad (lat. Herpestidae), mis sisaldab ka ja . Hoolimata oma argpüksliku koristaja mainest on hüäänid julge iseloomuga ja suudavad oma saaki kaitsta tugevamate konkurentide, nagu ja, eest ning raipe moodustab hüäänide toidulauast vaid viis protsenti. Ülejäänud 95 tapavad nad ise.
Tunikaadid on merepõhjas asustavad ja monotoonse eluviisiga loomad, kes kinnituvad põhja ja filtreerivad planktoniga küllastunud vett. Milliseid olendeid võib nimetada nende lähimateks sugulasteks - käsnadeks, korallideks, ussideks?
Üllataval kombel peavad teadlased mantelloomi kõigi selgroogsete, sealhulgas inimeste esivanemateks. Ehk siis meie väga kauge esivanem võiks välja näha selline, nagu pildil näha.
Paleontoloogilised tõendid
1. Kirjutame fossiilsetest jäänustest.
Fossiilsed jäänused - molluskite kivistunud kestad, kalade hambad ja soomused, munakoored, loomade luustikud, nende elutegevuse jäljed ja jäljed, mis on säilinud pehmes mudas, savis, liivakivis. Fossiilseid leide kasutades rekonstrueerivad teadlased möödunud ajastute loomamaailma.
2. Uurime välja tänapäevaste ja väljasurnud loomade seosed.
Kaasaegsete ja väljasurnud loomade suhe tehakse kindlaks vahepealsete vormide leidudest. Selgus, et loomade kivistunud jäänused sisaldavad struktuurseid tunnuseid, mis sarnanevad tänapäeva loomadega, kuid samas erinevad neist.
3. Nimetagem Archeopteryxi märke, tuues teda üksteisele lähemale
Roomajatega: raske luustik, võimsad hambad, pikk saba.
Lindudega: tiivad kaetud sulgedega.
4. Nimetagem dinosauruste väljasuremise põhjused.
Jahutav kliima. Teised versioonid: asteroidi (komeedi) langemine, päikesesähvatus, pandeemia, vulkaaniline aktiivsus, muutused atmosfääri koostises, kehv toitumine, vähene geneetiline mitmekesisus, gravitatsioonilise külgetõmbe muutused jt.
Embrüoloogilised tõendid
1. Kirjutame vastuse embrüote sarnasuse kohta.
Kõigi selgroogsete embrüote sarnasus varases arengujärgus viitab elusorganismide päritolu ühtsusele ja on tõend evolutsioonist.
2. Tähistagem märkide ilmumise aega.
Embrüo arengu hilisemates etappides.
3. Kirjutame vastuse loomade kaugetest esivanematest.
Põhineb nende embrüote sarnasus varases staadiumis. Imetajate embrüote arengu algstaadiumid on sarnased kalaembrüotega, järgmises etapis sarnaneb embrüo vesiliku embrüoga. Järelikult olid imetajate esivanemad kahepaiksed ja kalad.
Võrdlevad anatoomilised tõendid
1. Kirjutame vastuse ühe hooneplaani kohta.
Selgroogsete organismide ehituse üldplaan näitab nende lähedast seost ja võimaldab väita, et tänapäevased akordid pärinevad primitiivsetest esivanemate organismidest, mis eksisteerisid kauges minevikus.
2. Lõpetame väited.
Homoloogilisteks nimetatakse organeid, mis on üldstruktuuriplaanilt sarnased, kuid erineva kuju, suurusega ja erinevalt kohandatud erinevate funktsioonide täitmiseks.
Näiteks selgroogsete esijäsemed.
Elundeid, mis on pikaajalise mittekasutamise tagajärjel oma funktsiooni kaotanud, nimetatakse vestigiaalseteks.
Näiteks kiivi tiib, püütoni tagajäsemed, vaala vaagnaluud.
Atavism on kaugetele esivanematele iseloomulike tunnuste ilmnemine antud isendis, kuid puuduvad lähedalasuvatel.
Näiteks tänapäevastel hobustel on kolm varvast, täiendavad paarid piimanäärmeid ja karvad üle kogu keha.
3. Kirjeldagem organismidevahelise suhtluse muutumist.
Evolutsiooni edenedes tihenes side ema ja järglaste vahel. Munakarvad loomad munevad ja hoolitsevad nende eest, kuid laps areneb väljaspool ema keha. Marsupialide puhul areneb laps lõpuks spetsiaalses “kotis”. Platsentad kannavad järglasi ema keha sees, laps areneb emakas. See tähendab, et side ema ja “laste” organismi vahel tugevnes, mis tagas järglastele suurema ellujäämise.