Kuinka luoda nykyaikaisten ja sukupuuttoon kuolleiden eläinten suhde. Upeita perhesuhteita eläinmaailmassa. Paleontologiset todisteet eläinten evoluutiosta
Ensimmäisen lämminverisen eläimen - kuuluisan lampaan Dollyn - kloonauksesta on kulunut yli 20 vuotta. Nykyään tekniikoita identtisten organismien luomiseksi käytetään kaikkialla maailmassa - laboratorioissa ja taimitarhoissa, joissa eläimiä kasvatetaan kokeita varten. Muutaman vuosikymmenen aikana syntyi tuhansia kloonattuja hiiriä, rottia, kaneja, sammakoita, vuohia, lehmiä ja jopa kameleja. Kloonaustyökalun hallittua ja sen päivittäisiin tutkimustarpeisiin mukautettuaan biologit päättivät käyttää sitä sukupuuttoon kuolleiden lajien uudelleenluomiseen. Esittelemme seitsemän organismia, joiden eteen tieteelliset ryhmät työskentelevät parhaillaan.
Villamammutti
Kuollut sukupuuttoon noin 10 tuhatta vuotta sitten
Tiedemiehet ovat vakavia ja pragmaattisia ihmisiä. Älä usko, että he valitsevat ehdokkaita kloonaukseen suosikkiensa joukosta. Ei, tutkijat analysoivat, kuinka ylösnousseet lajit voisivat hyötyä nykyiselle ekosysteemille. Jos eläin edistää sen vakauttamista ja paranemista, hänelle annetaan mahdollisuus palata unohduksesta.
Otetaan esimerkiksi villamammutti (Mammuthus primigenius) ja sen naapurit, jotka asuivat 2–10 tuhatta vuotta sitten. Näiden jättiläisten, samoin kuin villasarvikuonojen, muinaisten biisonien ja metsäkaurioiden sukupuuttoon katosivat myös rikkaimmin kukkivat mammuttiarot, joilla ruokkivat muut suuret kasvinsyöjät: villihevoset, myskihärät ja hirvi. Nyt maamme pohjoisosassa, jossa kaikki nämä eläimet asuivat, on paljas tundra. Viimeinen jääkausi tuhosi paitsi megafaunan myös kasviston.
Näyttää siltä, että ajatus mammuttien herättämisestä henkiin oli ilmassa siitä hetkestä lähtien, kun todettiin, että ne olivat kuolleet sukupuuttoon. Mutta äskettäin idea alkoi toteutua. Vuonna 2008 ryhmä venäläisiä geneetikkoja selvitti mitokondrioiden DNA:n sekvenssin (mitokondriot ovat jokaisen eläin- ja kasvisolun olennainen osa solun ytimen, Golgi-laitteiston, ribosomin, lysosomin jne. kanssa), jotka eristettiin mitokondrioiden fossiilisista jäännöksistä. villainen mammutti. Vuonna 2011 Webb Millerin ja Stefan Schusterin johtama kansainvälinen tiimi Pennsylvanian yliopistosta (USA) sai talteen 70 % mammutin DNA:sta. Vuonna 2015 Harvardin professori George Church siirsi onnistuneesti mammuttigeenejä afrikkalaisen norsun DNA:han. Tällä hetkellä suuri yhteistyö Venäjän, Yhdysvaltojen, Etelä-Korean ja Japanin tutkijoiden kanssa työskentelee villamammutin kloonaamiseksi. Positiivisia tuloksia ei vielä ole, mutta tutkijoiden sinnikkyyttä tarkkaillen voi ainakin toivoa menestystä.
Vielä suuremman toivon mammutin ylösnousemiselle antaa se, että Jakutiassa viimeiset 20 vuotta on valmisteltu tälle pedolle kotia - palauttaen mammuttiarojen kasvien monimuotoisuutta. Projektin nimeltä "Pleistocene Park" käynnisti vuonna 1997 venäläinen ekologi, Venäjän tiedeakatemian koillisen tieteellisen aseman johtaja Sergei Zimov.
Ajoittain tutkijat keskustelevat tarpeesta palauttaa toinen pleistoseeniajan megafaunan edustaja - villainen sarvikuono (Coelodonta antiquitatis). Mutta kukaan ei ole vielä vakavasti sitoutunut kloonaamaan sitä.
Matkustajakyyhkynen
Viimeinen henkilö kuoli vuonna 1914
Paleontologien löydöt osoittavat, että nämä kyyhkysperheen linnut löysivät mammutteja: vanhimmat jäännökset ovat vähintään 100 tuhatta vuotta vanhoja. Matkustajakyyhkyset (Ectopistes migratorius) ovat selviytyneet paljon: ilmastonmuutoksesta, megafaunan sukupuutosta. He asuivat yksinomaan nykyaikaisen Pohjois-Amerikan alueella, eli he olivat sen endeemejä. Tutkijat ehdottavat, että 1600-luvulle asti, kunnes Pohjois-Amerikan maiden kolonisaatio alkoi, näiden lintujen populaatio oli miljardeja yksilöitä.
Uudisasukkaat, maistaneet matkustajakyyhkysten mureaa lihaa, alkoivat tuhota niitä massalla. Lajin sukupuuttoon vaikuttivat myös lintujen pesimämetsien laajamittainen metsien hävittäminen sekä kyyhkysten pääravinnon, amerikkalaisten kastanjoiden, tuhoutuminen. 1900-luvun alkuun mennessä tällaisia lintuja ei ollut käytännössä enää jäljellä luonnossa, ja vuonna 1914 kuoli viimeinen amerikkalaisen Cincinnatin kaupungin eläintarhassa asunut kyyhkynen nimeltä Martha.
Nyt Kaliforniassa, riippumaton tutkimusorganisaatio nimeltä Revive and Restore, joka on luotu sukupuuttoon kuolleiden lajien herättämiseksi henkiin, työskentelee matkustajakyyhkyn kloonaamiseksi. Organisaation perustajalle, evoluutiobiologille ja ekologille Ben Novakille tämä on ensisijainen projekti (Revive and Restore kloonaa samanaikaisesti useita hävitettyjä eläinlajeja): hän lupaa esitellä ensimmäisen yksilön maailmalle vuonna 2025.
Täytetyt matkustajakyyhkyset (Vanderbilt Museum, USA). Kuva: wikipedia.org
Mauritiuksen dodo tai dodo
Tuhotettu 1680-luvulla
Tämän yksinomaan Mauritiuksen saarella asuneen linnun kuva on tuttu monille Lewis Carrollin sadusta "Liisa ihmemaassa". Päähenkilö tapaa Dodo-nimisen olennon Kyynelaltaassa ja on yllättynyt hänen hämmentävästä ja termeillä ylikuormitusta puheestaan. John Tennielin kirjan ensimmäisen painoksen kuvituksissa Lilicen uusi tuttavuus on kuvattu linnuna, jolla on raskas runko, suuret tassut, pienet siivet ja voimakas nokka, keskeltä levenevä, kaareva ja kärjestä terävä. Juuri tällä tavalla Mauritiuksen dodo (Raphus cucullatus) on kuvattu 1500-luvun lopulla Mauritiukselle saapuneiden hollantilaisten kolonialistien luonnoksissa. Heidän kuvituksensa ja päiväkirjamerkintönsä ovat ensimmäinen dokumentaarinen todiste dodon olemassaolosta.
Kuten matkustajakyyhkyset, dodot herättivät puhtaasti gastronomista kiinnostusta uudisasukkaiden keskuudessa, mistä todistavat säilyneet merkinnät laivojen lokeihin ja päiväkirjoihin. "Tämä lintu on niin suuri, että emme voineet syödä sitä kaikkea kerralla, jäljellä oleva liha piti suolata", merimies William van West Replacement joko valitti tai iloitsi.
Dodot olivat todella suuria: joidenkin yksilöiden korkeus ylsi metrin ja paino 17 kiloa. He tuhosivat nämä linnut nopeasti, koska ne olivat helppo saalis: niillä ei ollut luonnollisia vihollisia ja ihmiset pääsivät lähelle. Myös merimiesten tuomat kotieläimet - koirat ja siat, jotka sekoittivat dodopesiä ja herkuttelivat munilla, vaikuttivat katoamiseen. Nykyaikaisen tutkimuksen mukaan viimeiset Mauritiuksen dodon yksilöt kuolivat 1600-luvun lopulla.
2000-luvun alussa brittiläiset ja amerikkalaiset tutkijat aloittivat molekyylibiologin ja geneetikon, evoluutiobiologian professorin Beth Shapiron johdolla dodon genomin tulkinnan. Työtä tehdään Oxfordin yliopistossa biomateriaalina Oxfordin luonnonhistoriallisen museon kokoelmasta peräisin olevia kuivattuja dodopäitä. Toistaiseksi tutkijat ovat palauttaneet linnun DNA:n vain osittain ja alkaneet verrata sen geenejä nykyaikaisten lintujen DNA:han - dodon mahdollisiin sukulaisiin. Tämä on tärkeää, koska laji voidaan palauttaa vain viemällä sen geenit yhteisen perheen elävän organismin munaan. Sensaatiomaisia tuloksia ei ole vielä saatu.
Dodon luuranko ja nykyaikaiseen tutkimukseen perustuva malli (Oxford University Natural History Museum, Iso-Britannia). Kuva: wikipedia.org
Kannerva riekko
Viimeinen henkilö kuoli vuonna 1932
Kannerva (Tympanuchus cupido cupido) oli samanlainen kuin nykyinen riekko, mutta oli pienempi - suunnilleen kotikanan kokoinen. Tämä lintu asui kerran lähes koko nykyaikaisen Yhdysvaltojen alueella. Siirtolaisten jättämien muistiinpanojen mukaan kanervan riekon liha oli erittäin maukasta, ja itse lintuja oli uskomattoman paljon: niitä teurastettiin satoja tai jopa tuhansia joka päivä. Ruhot myytiin lähes ilmaiseksi. Näyttää kuitenkin siltä, että ratkaisevaa roolia lajien tuhoamisessa eivät olleet ihmiset, vaan hänen kanojen mukana tuoma tappava lintutauti histomonia - alkueläin Histomonas meleagridis -alkueläimen aiheuttama maksan ja suoliston nekroosi.
1800-luvun loppuun mennessä oli jäljellä noin kaksisataa yksilöä, ja sitten vain harvaan asutulla Martha's Vineyardin saarella (nykyisin osa Massachusettsin osavaltiota, USA). Yrittäessään korjata tilannetta ja kasvattaa kanervan riekon kantaa amerikkalaiset loivat tälle saarelle luonnonsuojelualueen, mutta heidän ponnistelunsa olivat turhia: vuonna 1932 viimeinen yksilö kuoli.
Päätyön höyhenten kloonaamisesta tekevät Revive and Restoren tutkijat. Heille kanervan riekon henkiin herättäminen on heidän toinen prioriteettiprojekti matkustajakyyhkyn jälkeen. Joten tällä linnulla on myös mahdollisuus palata.
Suuri aukko
Viimeiset edustajat tuhoutuivat 1850-luvulla
Ainoa lentokyvytön lintu aukkojen heimosta, johon kuuluu monia nykyaikaisia merilintuja: lunnit, ruskeat, pikkuruotut, aukletit jne. Isoakko (Pinguinus impennis) asui Atlantin valtameren pohjoisilla vesillä (pohjoisen rannikolla). - Itä-USA, Kanada, Grönlanti, Islanti, Färsaaret, Norja). Rakenteeltaan, hitaudeltaan ja mustavalkoiselta väritykseltään se muistutti pingviinejä. Tiedemiehet ovat kiistelleet suhteestaan pitkään. Kuitenkin vuonna 2002, kun Suuren Aukin mitokondrio-DNA salattiin, kävi selväksi, että tämä lintu oli peräisin täysin eri perheestä.
Suurten maantieteellisten löytöjen aikana untuvalla ja munilla oli suuri kysyntä eurooppalaisten keskuudessa. 1800-luvulle mennessä lintukanta oli vähentynyt huomattavasti ja täytetyt eläimet nousivat merkittävästi keräilijöiden keskuudessa, mikä aiheutti uuden väkivallan ruokkia vastaan. Niiden luonnolliset viholliset: miekkavalaat ja jääkarhut auttoivat myös ihmisiä tuhoamaan lintuja. On olemassa versio, että viimeiset ihmiset, jotka asuivat lähellä Kanadan Newfoundlandin saarta, löysivät ja tuhosivat salametsästäjät 1850-luvulla.
Useat tieteelliset ryhmät Yhdysvalloista ja Euroopasta yrittävät herättää eläimen henkiin saman Revive and Restore -järjestön tuella.
Isoruokkia (John James Audubonin piirustus Birds of Americasta). Kuva: wikipedia.org
Bucardo
Laji julistettiin virallisesti sukupuuttoon vuonna 2000.
Bucardo (Capra pyrenaica pyrenaica) on sukupuuttoon kuollut Pyreneiden hirven alalaji. Nämä eläimet asuivat Iberian niemimaan pohjoisosassa (Espanja). Useat tekijät ovat luultavasti vaikuttaneet niiden katoamiseen: salametsästys, ympäristön heikkeneminen ja kilpailu ruoasta kesytettyjen sorkka- ja kavioeläinten kanssa.
Viimeinen henkilö nimeltä Celia kuoli vuonna 2000 Espanjan kansallispuistossa Huescan maakunnassa. Aragonin maatalouden ja teknologian tutkimuskeskuksen tutkijat kuitenkin pelastivat Celian geneettisen materiaalin ja yrittivät vuonna 2009 luoda hänestä kloonin. Menestysmahdollisuudet olivat suuret, koska geneetikkojen ei tarvinnut viettää pitkää ja tuskallista aikaa lähimpien sukulaisten tunnistamiseen - kahden muun Iberian vuohen alalajin naaraat otettiin sijaisemoiksi.
Espanjalaiset biologit loivat 439 alkiota ja istuttivat ne 57 vuohen kohtuun. Seitsemän naaraan tuli raskaaksi, mutta vain yksi pystyi kantamaan vasikan. Valitettavasti vuohipoika kuoli minuuttia syntymän jälkeen. Tämän jälkeen työ bucardon henkiin herättämiseksi keskeytettiin määräämättömäksi ajaksi.
Tylasiini eli pussieläinsusi
Viimeinen henkilö kuoli vuonna 1936
Toinen todennäköinen ehdokas kloonaukseen on pussieläinsusi, joka tunnetaan myös nimellä tylasiini (Thylacinus cynocephalus), joka asui pääasiassa Tasmanian saarella, muutaman sadan kilometrin päässä Australian mantereesta. Australian aboriginaalit metsästivät näitä eläimiä innokkaasti, joten kun eurooppalaiset alukset saavuttivat saaren rannoille, pussaeläimiä oli hyvin vähän. Ensimmäiset tiedot tästä olennosta ovat vuodelta 1808. Niiden kirjoittaja, luonnontieteilijä George Harris, luokitteli tylasiinin possum-perheen jäseneksi. "Ainoa asia, joka erottaa sen opossumista, on sen pää, joka näyttää koiran omalta", tutkija totesi päiväkirjassaan. Myöhemmin tutkijat tarkistivat Harrisin version ja kirjasivat tylasiinin erilliseen taksonomiseen ryhmään - pussieläinsusien perheeseen.
Sudet katosivat lopulta 1900-luvulla - 1940-luvulle mennessä yksikään yksilö ei ollut hengissä. Vuonna 1999 australialaiset tutkijat yrittivät ensimmäisen kerran kloonata eläimen - tuloksetta. Melbournen yliopiston biologit käynnistivät vuonna 2008 toisen projektin tylasiinin elvyttämiseksi: he lisäsivät pussieläinsuden DNA:n fragmentteja hiiren alkioon. Siinä kaikki toistaiseksi, mutta työ jatkuu. Ja mikä tärkeintä, Australian hallitus tukee sitä, myös taloudellisesti.
P.S. Tietysti haluaisin myös luoda uudelleen luolaleijonan, luolakarhun, isosarvipeuran, miekkahampaisen kissan, moa-linnun, quaggan, sinisen perhonen... Mutta kuten näette, se on ei niin helppoa. Tiedemiehet kohtaavat monia haasteita: DNA:n palauttamisesta ja ihanteellisen sijaisäidin löytämisestä tulevien kloonien elinympäristön elvyttämiseen.
Mikä tahansa eläinlaji ilmaantuu, leviää valloittaen uusia alueita ja elinympäristöjä ja elää jonkin aikaa suhteellisen jatkuvissa olosuhteissa. Kun nämä olosuhteet muuttuvat, se voi sopeutua niihin, muuttua ja synnyttää uuden lajin (tai uuden lajin), tai se voi kadota. Tällaisten prosessien kokonaisuus muodostaa orgaanisen maailman evoluution, organismien historiallisen kehityksen - filogenian.
Tämä essee on omistettu aiheelle "Eläinmaailman kehitys". Aiheen laajentamiseksi käsitellään seuraavat kysymykset:
1. Eläinmaailman evoluution syyt Charles Darwinin ideoiden pohjalta
2. Eläinten rakenteen komplikaatio. Lajien monimuotoisuus evoluution seurauksena.
3. Todisteet eläinten evoluutiosta.
Syyt eläinten erilaisiin organisoitumistasoihin, erot olemassa olevien ja sukupuuttoon kuolleiden lajien välillä sekä atavismien ilmenemismuodot ovat kiinnostaneet tutkijoita ja kirkkoherroja jo pitkään.
Kuuluisa englantilainen tiedemies Charles Darwin (1809-1882) selitti nämä ilmiöt täydellisimmin teoksessaan "Lajien alkuperä".
Darwinin opetuksen mukaan lajien monimuotoisuus ei ole Jumalan luoma, vaan se muodostui jatkuvasti tapahtuvien perinnöllisten muutosten ja luonnonvalinnan seurauksena. Sopivimpien yksilöiden selviytymisprosessissa Darwin pani merkille olemassaolotaistelun, jonka seurauksena sopeutumattomien organismien sukupuuttoon ja sopivimpien lisääntymiseen.
Perinnöllisyys tarkoittaa eliöiden kykyä välittää jälkeläisilleen erityisiä ja yksilöllisiä ominaisuuksiaan. Näin ollen tietty eläinlaji tuottaa jälkeläisiä, jotka ovat samanlaisia kuin heidän vanhempansa. Jotkut eläinten yksilölliset ominaisuudet voivat olla myös perinnöllisiä, esimerkiksi turkin väri ja maidon rasvapitoisuus nisäkkäillä.
Vaihtuvuus on organismien kykyä esiintyä eri muodoissa ja reagoida ympäristön vaikutuksiin. Vaihtuvuus ilmenee kunkin organismin yksilöllisissä ominaisuuksissa. Luonnossa ei ole kahta täysin identtistä eläintä. Syntyneet pennut eroavat vanhemmistaan värin, pituuden, käytöksen ja muiden ominaisuuksien suhteen. Erot eläimissä, kuten C. Darwin huomautti, riippuvat seuraavista syistä: kulutetun ruoan määrästä ja laadusta, lämpötilan ja kosteuden vaihteluista, itse organismin perinnöllisyydestä. Charles Darwin tunnisti kaksi pääasiallista vaihtelun muotoa, jotka vaikuttavat eläinmaailman kehitykseen - määrätty, ei-perinnöllinen ja määrittelemätön tai perinnöllinen.
Tietyllä vaihtelulla Charles Darwin ymmärsi identtisten muutosten esiintymisen useissa sukulaiseläimissä identtisten ympäristöolosuhteiden vaikutuksesta. Siten Transbaikal-oravien paksu turkki muuttui harvaksi niiden sopeutumisen aikana Kaukasuksen havumetsissä. Kanien pitäminen matalissa lämpötiloissa johtaa paksumpaan turkkiin. Ruoan puute johtaa villi- ja kotieläinten kasvun hidastumiseen. Tietty vaihtelu on siis eläinten suoraa sopeutumista muuttuneisiin ympäristöolosuhteisiin. Tällaista vaihtelua ei siirretä jälkeläisille.
Epävarmalla perinnöllisellä vaihtelulla Charles Darwin ymmärsi erilaisten muutosten esiintymisen useissa sukulaiseläimissä samojen (samankaltaisten) olosuhteiden vaikutuksesta. Epämääräinen vaihtelevuus on Charles Darwinin mukaan perinnöllistä ja yksilöllistä, koska se syntyy sattumalta yhdestä lajin yksilöstä ja periytyy. Esimerkki yksilöllisestä perinnöllisestä vaihtelevuudesta on lyhytjalkaisten lampaiden esiintyminen, pigmentin puuttuminen lintujen höyhenistä tai nisäkkäiden turkista.
Charles Darwin piti yhtenä eläinmaailman evoluution syistä taistelua olemassaolosta, joka johtuu organismien intensiivisestä lisääntymisestä. Minkä tahansa eläinlajin vanhempi pari tuottaa useita jälkeläisiä. Syntyneistä jälkeläisistä vain harvat selviävät aikuisiksi. Monet syövät tai kuolevat melkein heti syntymän jälkeen. Jäljelle jääneet alkavat kilpailla keskenään ruoasta, paremmista elinympäristöistä ja suojasta vihollisilta. Niiden vanhempien jälkeläiset, jotka ovat parhaiten sopeutuneet annettuihin elinoloihin, selviävät. Siten taistelu olemassaolosta johtaa luonnolliseen valintaan - vahvimpien selviytymiseen.
Luonnossa saman lajin yksilöt eroavat toisistaan monin tavoin. Jotkut heistä voivat olla hyödyllisiä, ja kuten Darwin totesi, "henkilöillä, joilla on edes pieni etu muihin verrattuna, on paras mahdollisuus selviytyä ja jättää samat jälkeläiset". Luonnossa tapahtuvaa prosessia, joka säilyttää ympäristöolosuhteisiin parhaiten sopeutuneita organismeja ja tuhoaa sopeutumattomat eliöt, kutsutaan luonnolliseksi valinnaksi. Charles Darwinin mukaan luonnollinen valinta on tärkein, johtava syy eläinmaailman kehitykseen.
2. ELÄINTEN RAKENTEEN LISÄÄMINEN. LAJIEN MONIMUOTOISUUS EVOLUUTION TULOKSENA
Siten linnuilla on virtaviivainen runko, kevyt luuranko, joka helpottaa nopeaa liikkumista ilmassa siipien avulla. Vesieläimillä, kuten valailla, delfiineillä ja turkishylkeillä, on torpedon muotoinen runko, joka on mukautettu nopeaan liikkumiseen vesiympäristössä. Maaeläimillä on hyvin kehittyneet raajat liikkuakseen nopeasti maassa. Maanalaiset eläimet, kuten myyrät ja myyrämyyrät, elävät kaivautuvaa elämäntapaa. Pienet eläimet on peitetty lyhyillä paksuilla karvoilla, mikä estää maahiukkasten pääsyn iholle, ja niillä on voimakkaat eturaajat, jotka on mukautettu maanalaisten käytävien kaivamiseen.
Nykyiset selkärankaiset - kalat, sammakkoeläimet, matelijat, linnut ja nisäkkäät, joille on ominaista asteittain monimutkaisempi organisaatio, syntyivät perinnöllisen vaihtelun, olemassaolotaistelun ja luonnollisen valinnan perusteella pitkän historiallisen kehityksen aikana.
Ympäröivä eläimistö ei ole rikas vain monien yksilöiden, vaan myös lajien monimuotoisuuden suhteen. Jokainen lajin yksilö on sopeutunut elämään elinympäristönsä olosuhteissa. Jos suuri joukko minkä tahansa lajin edustajia joutuu erilaisiin olosuhteisiin tai siirtyy syömään eri ruokia, tämä voi johtaa uusien ominaisuuksien tai sopeutumiseen. Jos nämä uudet mukautukset eri olosuhteissa osoittautuvat hyödyllisiksi vaeltaville eläimille, niin luonnonvalinnan ansiosta uudet ominaisuudet säilyvät heidän riveissään ja siirtyvät sukupolvelta toiselle. Siten evoluutioprosessissa yhdestä lajista voi muodostua useita uusia. Charles Darwin kutsui hahmojen eroamisprosessia sukulaisorganismeissa eroavuudeksi.
Esimerkki eroavuudesta on Galapagossaarten pikkulintupeippo. Darwinin peippolajit eroavat toisistaan nokkansa muodon ja koon suhteen (kuva 194). Darwin havaitsi, että peippat, joilla oli pieni terävä nokka, ruokkivat toukkia ja aikuisia hyönteisiä. Peippoja, joilla on voimakas massiivinen nokka, jotka syövät puiden hedelmiä. Myös peippien nokan vaihtelussa havaittiin asteittaisia muutoksia. Siten evoluutioprosessissa luonnonvalinnan suunnan määräämien hahmojen eroavaisuuksien vuoksi tapahtui lajittelua. Uuden lajin syntymistä, kuten Darwin totesi, edeltää välimuotojen - lajikkeiden - muodostuminen. Tämä evoluutioprosessi päättyy uusien lajien muodostumiseen.
Erilaisuuden ja luonnonvalinnan suunnatun toiminnan kautta luonnossa muodostuu erilaisia lajeja.
2. Todisteet eläinten evoluutiosta
Paleontologiset todisteet
Paleontologia on tiedettä menneiden geologisten aikakausien muinaisista organismeista. Hän tutkii maan päällä kymmeniä ja satoja miljoonia vuosia sitten eläneiden fossiilisia jäänteitä. Fossiiliset jäännökset ovat fossiilisia nilviäisten kuoria, kalojen hampaita ja suomuja, munankuoria, luurankoja ja muita kiinteitä organismien osia, jälkiä ja jälkiä niiden elintärkeästä toiminnasta, jotka ovat säilyneet pehmeässä lieteessä, savessa, hiekkakivessä (kuva). Nämä kivet olivat aikoinaan kovettuneet ja säilyneet kivettyneessä tilassa maan eri kerroksissa. Fossiilisia löytöjä käyttämällä paleontologit luovat uudelleen menneiden aikakausien eläinmaailman. Maan syvimmistä kerroksista meille saapuneiden paleontologisten näytteiden tutkiminen osoittaa vakuuttavasti, että muinaisten aikojen eläinmaailma erosi merkittävästi nykyisestä. Matalissa kerroksissa sijaitsevien eläinten kivettyneet jäännökset päinvastoin sisältävät rakenteellisia piirteitä, jotka ovat samankaltaisia kuin nykyiset eläimet. Vertaamalla eri aikakausina eläviä eläimiä todettiin, että eläinmaailma muuttui jatkuvasti ajan myötä. Eri systemaattisista ryhmistä peräisin olevien nykyeläinten suhde sukupuuttoon kuolleisiin on selvitetty ns. välimuotojen eli siirtymämuotojen löydöillä. Esimerkiksi tuli tunnetuksi, että linnut polveutuivat matelista, jotka ovat heidän lähimmät sukulaistaan, mutta samalla eroavat niistä merkittävästi.
Euroopasta löydettiin eläinprintti, jolla on sekä matelijoille että linnuille ominaisia ominaisuuksia. Rekonstruoidun eläimen tieteellinen nimi on Archeopteryx. Matelijoille ominaisia piirteitä ovat raskas luuranko, voimakkaat hampaat (nykyaikaisilla linnuilla niitä ei ole) ja pitkä häntä. Lintuille ominaisia piirteitä ovat höyhenillä peitetyt siivet. Fossiilisten jäännösten avulla tutkijat ovat palauttaneet melko täysin monia siirtymämuotoja kaukaisista esivanhemmista nykyaikaisempiin eläimiin.
Organismien ulkonäön täydellinen rekonstruktio, siirtyminen kaukaisista esivanhemmista nykyeläimiin, toimii yhtenä paleontologisista todisteista todellisesta kuvasta elävien organismien kehityksestä maan päällä.
Monilla aiemmin eläneillä eläimillä ei ole analogeja nykyaikaisessa eläinmaailmassa - ne ovat kuolleet sukupuuttoon. Nykyään paleontologit yrittävät selvittää syitä, miksi ne katosivat. Suurimmat sukupuuttoon kuolleet eläimet olivat dinosaurukset.
Embryologiset todisteet
Erilaisten selkärankaisten ryhmien, esimerkiksi kalojen, vesikon, kilpikonnan, linnun, kanin, sian ja ihmisen, alkionkehityksen ominaisuuksien vertailu osoitti, että kaikki alkuvaiheessa olevat alkiot ovat hyvin samankaltaisia keskenään. Alkioiden myöhempi kehitys säilyttää samankaltaisuuden vain läheisesti sukulaisryhmissä, esimerkiksi kanissa, koirassa, ihmisessä, joilla on yhteinen rakennesuunnitelma aikuisiässä. Jatkokehitys johtaa samankaltaisuuksien katoamiseen alkioiden välillä.
Jokainen lajin edustaja kehittää vain omat ominaispiirteensä. Alkion kehityksen lopussa ilmestyy tietylle eläinlajille ominaisia merkkejä.
Kunkin alkion peräkkäisten kehitysvaiheiden tutkiminen mahdollistaa kaukaisen esi-isän ulkonäön rekonstruoinnin. Esimerkiksi nisäkäsalkioiden varhaiset kehitysvaiheet ovat samankaltaisia kuin kalan alkioiden: niissä on kidusrakoja. Ilmeisesti eläinten kaukaiset esi-isät olivat kaloja. Seuraavassa kehitysvaiheessa nisäkkään alkio on samanlainen kuin newt-alkio. Näin ollen heidän esi-isiensä joukossa oli myös sammakkoeläimiä (kuva 1).
Siten eri selkärankaisten ryhmien alkionkehityksen tutkimus osoittaa vertailtavien organismien suhteen, selventää niiden historiallisen kehityksen polkua ja toimii todisteena elävien organismien evoluution olemassaolon puolesta.
Vertailevia anatomisia todisteita
Vertaamalla eri luokkiin kuuluvia selkärankaisia havaittiin, että niillä kaikilla on sama rakennesuunnitelma. Sammakkoeläinten, matelijoiden, lintujen ja nisäkkäiden ruumiit koostuvat päästä, vartalosta, etu- ja takaraajoista. Heille oli ominaista samanlainen ihon ikuisuus, ja he olivat nelijalkaisia. Elimiä, jotka ovat menettäneet toimintansa pitkäaikaisen käyttämättä jättämisen seurauksena, kutsutaan vestigiaaliseksi. Jälkielinten esiintyminen eläimissä on kiistaton todiste evoluution olemassaolosta.
VAIHE I
VAIHE II
Fish Salamander Turtle Rat Human
Riisi. 1 Selkärankaisten alkioiden samankaltaisuus
Riisi. 2. Vestigiaaliset eläimen elimet
Jos alkion kehitysprosessi jostain syystä häiriintyy, eläimen ruumiinrakenteen tietyt piirteet voivat poiketa jyrkästi muista saman lajin yksilöistä. Kuitenkin niiden läsnäolo ja samankaltaisuus tämän eläinluokan muiden edustajien kanssa osoittaa kunkin lajin liittyvän alkuperän ja kehityksen. Tapauksia, joissa esi-isien ominaisuudet ilmenevät nykyaikaisilla yksilöillä, kutsutaan atavismiksi. Esimerkkejä siitä ovat: nykyaikaisten hevosten kolmivarpaisuus; ylimääräiset maitorauhaset parit niillä, joilla oli aina yksi pari; karvojen läsnäolo koko kehossa.
Vertailevia anatomisia sarjoja, jotka osoittavat samaan luokkaan, perheeseen tai sukuun kuuluvien lajien historiallisen kehityksen suunnat, pidetään merkittävänä todisteena evoluutiosta. Esimerkiksi munasolujen, pussieläinten ja istukan lisääntymismenetelmät osoittavat lisääntymisjärjestelmien kehityssuunnat; hevoseläinten raajat osoittavat yksivarvasjalan syntymistä muuttuneiden elinolosuhteiden yhteydessä jne.
PÄÄTELMÄ
Olemme siis tarkastelleet eläinmaailman kehityksen perusperiaatteita Charles Darwinin teorian pohjalta, jonka mukaan lajien monimuotoisuus muodostui jatkuvasti tapahtuvien perinnöllisten muutosten ja luonnollisen valinnan seurauksena. Yksi Darwinin mukaan eläinmaailman kehityksen syistä on olemassaolotaistelu, jonka seurauksena tapahtuu sopeutumattomien organismien sukupuuttoon ja sopeutuneimpien lisääntymiseen.
Eläinten muotojen ja ruumiinrakenteiden hämmästyttävä monimuotoisuus on seurausta luonnollisesta valinnasta, jonka seurauksena jälkeläisiin kertyy jatkuvasti ominaisuuksia, jotka ovat hyödyllisiä heille tietyissä elinolosuhteissa, ja tämä prosessi puolestaan johtaa eläinten rakenteen komplikaatioon. Lisäksi evoluutioprosessissa yhdestä lajista voi muodostua useita uusia. Charles Darwin kutsui hahmojen eroamisprosessia sukulaisorganismeissa eroavuudeksi.
Sukupuuttoon kuolleiden matelijoiden monimuotoisuus on esimerkki niiden erilaisuudesta, joka perustuu erilaisiin elinoloihin.
Laajalla alueella elävät saman lajin eläimet ovat yleensä heterogeenisiä. Heidän tutkimuksensa osoittaa yksilöiden hahmojen eroamisen ja uusien systemaattisten ryhmien muodostumisen alkamisen.
Kirjallisuus
Akimov O. S. Luonnontieteet. M.: UNITY-DANA, 2001.
Gorelov A. A. Nykyaikaisen luonnontieteen käsitteet. - M.: Keskus, 2002.
Gorokhov V.G. Modernin luonnontieteen käsitteet. - M.: INFRA-M, 2000.
Dubnischeva T.Ya. ja muut nykyaikainen luonnontiede. - M.: Markkinointi, 2000.
Modernin luonnontieteen peruskäsitteet. - M. : Aspect - Pr, 2001
Petrosova R.A. Luonnontieteet ja perusekologia. - M.: Akatemia, 2000.
Tšaikovski Yu.V. Evoluutiodiagnostiikan elementit. - M., 1999.
Eläinmaailma ei lakkaa hämmästyttämästä monimuotoisuudellaan, mutta, kuten tutkijat ovat havainneet, yhteensopimattomilta näyttävien lajien välillä on perhesiteet, jotka juontavat juurensa muinaisiin ajoiin. Tässä muutamia esimerkkejä...
Valaat (delfiinit ja valaat) ovat maan rakastetuimpia ja arvostetuimpia eläimiä. Huolimatta siitä, että niiden elementti on merien ja valtamerten laajuus, hyväntuuliset jättiläiset valaat ja ilkikuriset älykkäät delfiinit kuuluvat nisäkkäiden luokkaan, eikä niillä ole mitään tekemistä kalojen kanssa.
Yllättäen delfiinien lähimmät sukulaiset tulisi etsiä maasta tai pikemminkin Afrikasta. Täällä, Saharan aavikon eteläpuolella, eläviä eläimiä, joilla on tutkijoiden mukaan yhteiset esi-isät delfiinien kanssa.
Ambulocetus. wiki/Nobu Tamura
Nämä muinaiset olennot, jotka elivät yli viisikymmentä miljoonaa vuotta sitten, jakautuivat kahteen sukulinjaan: valaisiin ja antrakoteriumiin. On vaikea uskoa, mutta siihen aikaan valaat ja delfiinit kävelivät maalla ja viettivät puoliksi vedessä elävää elämäntapaa, kuten nykyaikaiset krokotiilit ja saukot. Yllä olevassa kuvassa kaavamainen esitys Ambulocetuksesta, valaiden esi-isästä, jonka nimi on latinasta käännettynä "kävelevä valas".
Anthracotherium. wiki/Dmitry Bogdanov
Toisessa kuvassa Anthracotherium, sukupuuttoon kuollut artiodaktyyliluokan edustaja, joka jätti jälkeensä vain yhden jälkeläisen - virtahevon. Samaan aikaan valaat tottuivat yhä enemmän elämään vedessä, kunnes he unohtivat kokonaan maaperänsä.
Sillä välin tiedemiehet kiistelevät, kannattaako valaat ja delfiinit sisällyttää artiodaktyyliluokkaan, johon kuuluu virtahepojen lisäksi peuroja, lehmiä, sikoja jne. Samaa mieltä, tällainen naapurusto näyttäisi vähintäänkin oudolta.
Ihmisillä on epäselvä suhde karhuihin. Toisaalta joka ilta laitamme lapsemme nukkumaan nallekarhua halaillen, mutta toisaalta meitä kauhistuttaa ajatus, että saattaisimme olla kahdestaan elävän kanssa.
Hän on uhkaava ja komea samanaikaisesti, ja näyttää siltä, että hänen sukulaistensa pitäisi olla samat. Mutta tämä ei ole täysin totta: Luontoäiti ei aina seuraa yksinkertaista ja ymmärrettävää polkua. Ja vahvistuksena tästä on se, että tutkijat kutsuvat hylkeitä, merileijonoita jne. karhujen lähimmäksi sukulaiseksi.
Hylje-jalkaisilla on aina ollut erityinen asema evoluutiopuussa. Geenitutkimukset osoittavat kuitenkin selvästi, että hyljeeläinten lähimmät sukulaiset ovat karhut ja fretit. Skeptikot sanovat: "Heillä ei ole mitään yhteistä, sinun ei tarvitse olla biologi nähdäkseen sen." Mutta se näyttää siltä vain niille, jotka eivät vaivaudu katsomaan näitä eläimiä lähemmin.
Vertaa ainakin heidän tassujaan. Hylkeen räpylä on litteämpi ja karhun kynnet pidemmät. Mutta molemmilla on viisi ei-vedettävissä olevaa kynttä kummassakin tassussa, sama luurakenne ja molemmat ovat istutusasteisia, mikä tarkoittaa, että kun ne liikkuvat, kantapää ja varpaat koskettavat maata samanaikaisesti.
Puyila. wiki/Nobu Tamura
Kanadan Devonin saarella meteoriittikraatterista löydetyt fossiililöydöt viittaavat siihen, että hyljeläiset polveutuivat Puyilasta (lat. Puijila darwini) - petoeläin, joka eli yli kaksikymmentä miljoonaa vuotta sitten. Puyil pystyi liikkumaan helposti maalla nelijalkain, kuten karhut, mutta heillä oli nauhalliset raajat, jotka mahdollistivat niiden metsästyksen vedessä.
Rauhallisista ja luotettavista hevossuvun edustajista (hevoset, aasit jne.) tuli ihmisen uskollisia apulaisia useita tuhansia vuosia sitten ja ovat siitä lähtien palvelleet häntä uskollisesti hänen elämänsä eri osa-alueilla.
On helppo olettaa, että aasilla ja hevosilla on oltava läheiset perhesiteet niihin, joiden kanssa he jakavat vaikean tehtävän palvella ihmistä. Mutta itse asiassa et todennäköisesti näe aasin lähimpiä sukulaisia tavallisella maatilalla. Tapataksesi hänet, sinun on mentävä joko Afrikan mantereelle tai johonkin Aasian maista - täällä asuvat viisi jäljellä olevaa hevosperheen lähintä sukulaista.
Sarvikuonot kuuluvat pariton sorkka- ja kavioeläinten luokkaan, johon kuuluu niiden lisäksi kaksi muuta perhettä - hevoset ja tapiirit. Heidän ulkonäkönsä muistuttaa kevyttä sarvikuonon kopiota, jolta on riistetty raskas panssari ja mahtava ase - jättiläinen sarvi.
Heracotherium. wiki/Heinrich Harder
Jos katsot näiden eläinten lähimenneisyyttä, näet, kuinka paljon niillä on yhteistä. Esimerkiksi sarvikuonot kävelevät nojaten kolmeen isoon varpaaseen (niiden lukumäärä on pariton, tästä syystä nimi - paritonvarpaiset sorkka- ja kavioeläimet), ja hevoset tekivät aikoinaan samoin. Ajan myötä heidän sormensa muuttuivat yhdeksi suureksi sormeksi, joka peitettiin tiheällä kynsilevyllä, ja muuttuivat nykyään kavioksi.
Nykyaikaisen hevosen vanhimmat esi-isät olivat Heracotherium - nelivarpaiset hevosen kaltaiset eläimet, jotka elivät eoseenikaudella (55-45 miljoonaa vuotta sitten). Sitten varpaiden määrä alkoi laskea - Mesohippuksella ja Merikhippuksella oli kaksi, ja sitten ilmestyi Pliohippus - ensimmäinen yksivarvas hevonen, joka eli plioseenikaudella (5-2 miljoonaa vuotta sitten).
Toinen odottamaton suhde on mangustien suhde. Ulkonäöltään hyeenat muistuttavat elämän lyömiä koiria, mutta lemmikkikauppaan ei pidä kiirehtiä hyeenavauvan hakemiseksi.
Tällä aggressiivisella saalistajalla ei ole luonteeltaan tai geneettisesti mitään tekemistä koirien kanssa, joita rakastamme niin paljon. Carnivora-lahko on jaettu kahteen osaan: Felidae-alalahkoon (lat. Feliformia) ja canids (lat. Caniformia). Hyeenat kuuluvat nimenomaan saalistusnisäkkäiden kissahaaraan, tämän vahvistaa niiden kallon ja hampaiden rakenne.
Hyeenan lähimmät sukulaiset, jotka sisältyvät myös Catiformes-alalahkoon, ovat mangoose-perheen edustajia (lat. Herpestidae), joka sisältää myös ja . Huolimatta maineestaan pelkurimaisena raadonsyöjänä, hyeenat ovat luonteeltaan rohkeita ja pystyvät puolustamaan saalistaan vahvempia kilpailijoita, kuten ja, vastaan, ja raatoa on vain viisi prosenttia hyeenan ruokavaliosta. Loput 95 he tappavat itse.
Vaippaeläimet ovat merenpohjassa eläviä ja yksitoikkoista elämäntapaa eläviä eläimiä, jotka ovat kiinnittyneet pohjaan ja suodattavat planktonilla kyllästettyä vettä. Mitä olentoja voidaan kutsua lähimmiksi sukulaisiksi - sienet, korallit, matot?
Yllättäen tutkijat pitävät vaippaeläimiä kaikkien selkärankaisten, myös ihmisten, esivanhempana. Toisin sanoen hyvin kaukainen esi-isämme voisi näyttää kuvassa näkyvältä.
Paleontologiset todisteet
1. Kirjoitetaan fossiilisista jäännöksistä.
Fossiiliset jäännökset - kivettyneet nilviäisten kuoret, kalojen hampaat ja suomut, munankuoret, eläinten luurangot, jäljet ja jäljet niiden elintärkeästä toiminnasta, säilyneet pehmeässä lieteessä, savessa, hiekkakivessä. Fossiilisia löytöjä käyttämällä tiedemiehet rekonstruoivat menneiden aikakausien eläinmaailmaa.
2. Selvitetään nykyisten ja sukupuuttoon kuolleiden eläinten välinen suhde.
Nykyaikaisten ja sukupuuttoon kuolleiden eläinten suhde selviää välimuotojen löydöksistä. Kävi ilmi, että eläinten kivettyneet jäännökset sisältävät rakenteellisia piirteitä, jotka ovat samanlaisia kuin nykyajan eläimillä, mutta samalla eroavat niistä.
3. Nimetään Archaeopteryxin merkit lähemmäksi toisiaan
Matelijoiden kanssa: raskas luuranko, voimakkaat hampaat, pitkä häntä.
Lintujen kanssa: siivet peitetty höyhenillä.
4. Nimetään syitä dinosaurusten sukupuuttoon.
Jäähdyttävä ilmasto. Muut versiot: asteroidin (komeetan) putoaminen, auringonpurkaus, pandemia, vulkaaninen toiminta, muutokset ilmakehän koostumuksessa, huono ruokavalio, alhainen geneettinen monimuotoisuus, muutokset gravitaatiossa ja muut.
Embryologiset todisteet
1. Kirjoita vastaus alkioiden samankaltaisuudesta.
Kaikkien selkärankaisten alkioiden samankaltaisuus varhaisessa kehitysvaiheessa osoittaa elävien organismien alkuperän yhtenäisyyttä ja on todiste evoluutiosta.
2. Merkitään merkkien ilmestymisaika.
Alkion kehityksen myöhemmissä vaiheissa.
3. Kirjoita vastaus eläinten kaukaisista esivanhemmista.
Perustuu niiden alkioiden samankaltaisuuteen alkuvaiheessa. Nisäkkäiden alkioiden alkuvaiheet ovat samanlaisia kuin kalan alkiot, seuraavassa vaiheessa alkio muistuttaa newt-alkiota. Niinpä nisäkkäiden esi-isiä olivat sammakkoeläimet ja kalat.
Vertailevia anatomisia todisteita
1. Kirjoita vastaus yksittäisestä rakennussuunnitelmasta.
Selkärankaisten organismien rakenteen yleinen suunnitelma osoittaa niiden läheisen suhteen ja antaa meille mahdollisuuden väittää, että nykyaikaiset sondit ovat peräisin primitiivisistä esi-isien organismeista, jotka olivat olemassa kaukaisessa menneisyydessä.
2. Lopetetaan väitteet.
Homologisia elimiä, jotka ovat rakenteeltaan samanlaisia, mutta joilla on eri muotoja, kokoja ja eri tavoin sovitettuja suorittamaan erilaisia toimintoja.
Esimerkiksi selkärankaisten eturaajat.
Elimiä, jotka ovat menettäneet toimintansa pitkäaikaisen käytön seurauksena, kutsutaan vestigiaaliseksi.
Esimerkiksi kiivin siipi, pythonin takaraajat, valaan lantion luut.
Atavismi tarkoittaa kaukaisille esivanhemmille ominaisten ominaisuuksien ilmaantumista tietyssä yksilössä, mutta lähellä olevilta puuttuu.
Esimerkiksi nykyaikaisilla hevosilla on kolme varvasta, ylimääräiset maitorauhaset ja karvat kaikkialla kehossa.
3. Kuvataan muutos organismien välisessä kommunikaatiossa.
Evoluution edetessä yhteys äidin ja jälkeläisten välillä tiivistyi. Munasolut munivat ja hoitavat niitä, mutta vauva kehittyy äidin kehon ulkopuolella. Pussieläimissä vauva lopulta kehittyy erityisessä "pussissa". Istukat synnyttävät jälkeläisiä äidin kehon sisällä, vauva kehittyy kohdussa. Eli yhteys äidin ja "lasten" organismin välillä vahvistui, mikä varmisti jälkeläisten paremman selviytymisen.