Hoe de relatie tussen moderne en uitgestorven dieren vast te stellen. Geweldige familiebanden in de dierenwereld. Paleontologisch bewijs voor de evolutie van het dierenrijk
Er zijn meer dan 20 jaar verstreken sinds het klonen van het eerste warmbloedige dier - het beroemde schaap Dolly. Tegenwoordig worden technologieën voor het creëren van identieke organismen over de hele wereld gebruikt - in laboratoria en kinderdagverblijven waar dieren worden gefokt voor experimenten. In een paar decennia zijn er duizenden gekloonde muizen, ratten, konijnen, kikkers, geiten, koeien en zelfs kamelen geboren. Nadat ze het hulpmiddel van klonen onder de knie hadden en het hadden aangepast aan de dagelijkse onderzoeksbehoeften, besloten biologen het te gebruiken om uitgestorven soorten na te bootsen. We presenteren de zeven organismen, aan de wederopstanding waarvan wetenschappelijke teams nu werken.
wolharige mammoet
Stierf ongeveer 10.000 jaar geleden uit
Wetenschappers zijn serieuze en pragmatische mensen. Denk niet dat ze uit hun favorieten kandidaten voor klonen kiezen. Nee, de onderzoekers analyseren hoe de herrezen soort het huidige ecosysteem ten goede kan komen. Als het dier bijdraagt aan zijn stabilisatie en verbetering, krijgt hij de kans om terug te keren uit het niet-bestaan.
Neem bijvoorbeeld de wolharige mammoet (Mammuthus primigenius) en zijn buren, die 2 miljoen - 10 duizend jaar geleden leefden. Met het uitsterven van deze reuzen, evenals wolharige neushoorns, oude bizons en reeën, verdwenen de rijkst bloeiende mammoetsteppen, waarop ook andere grote herbivoren zich voedden: wilde paarden, muskusossen, elanden. Nu is er in het noorden van ons land, waar al deze dieren leefden, een kale toendra. De laatste ijstijd vernietigde niet alleen de megafauna, maar ook de flora.
Het idee om mammoeten weer tot leven te wekken lijkt in de lucht te hebben gehangen sinds werd vastgesteld dat ze uitgestorven waren. Maar onlangs begon het idee te worden gerealiseerd. In 2008 ontcijferde een groep Russische genetici de sequentie van mitochondriaal DNA (mitochondriën zijn een essentieel onderdeel van elke dierlijke en plantaardige cel, samen met de celkern, het Golgi-apparaat, ribosoom, lysosoom, enz.), geïsoleerd uit de fossiele overblijfselen van de wolharige mammoet. En in 2011 herstelde een internationaal team onder leiding van Webb Miller en Stefan Schuster van de University of Pennsylvania (VS) 70% van het mammoet-DNA. In 2015 transplanteerde Harvard-professor George Church met succes enkele mammoetgenen in DNA van Afrikaanse olifanten. Nu werkt een groot samenwerkingsverband van wetenschappers uit Rusland, de VS, Zuid-Korea en Japan aan het klonen van de wolharige mammoet. Er zijn nog geen positieve resultaten, maar gezien het doorzettingsvermogen van onderzoekers mag er in ieder geval op succes worden gehoopt.
Nog meer hoop op de wederopstanding van de mammoet wordt geïnspireerd door het feit dat ze in Yakutia de afgelopen 20 jaar een huis voor dit beest hebben voorbereid - ze herstellen de plantendiversiteit van de mammoetsteppen. Het project genaamd "Pleistocene Park" werd in 1997 gelanceerd door de Russische ecoloog, directeur van het Noordoostelijke Wetenschappelijk Station van de Russische Academie van Wetenschappen Sergey Zimov.
Van tijd tot tijd bespreken onderzoekers de noodzaak van de terugkeer van een andere vertegenwoordiger van de Pleistocene megafauna - de wolharige neushoorn (Coelodonta antiquitatis). Maar niemand is nog serieus bezig met het klonen ervan.
Passagiersduif
In 1914 stierf de laatste persoon
De ontdekkingen van paleontologen geven aan dat deze vogels uit de duivenfamilie mammoeten hebben gevonden: de oudste overblijfselen zijn minstens 100 duizend jaar oud. Trekduiven (Ectopistes migratorius) hebben veel overleefd: klimaatverandering, het uitsterven van megafauna. Ze leefden uitsluitend op het grondgebied van het moderne Noord-Amerika, dat wil zeggen, ze waren endemisch. Wetenschappers suggereren dat tot de 17e eeuw, totdat de kolonisatie van Noord-Amerikaanse landen begon, de populatie van deze vogels in de miljarden individuen telde.
De kolonisten, die het malse vlees van passagiersduiven hadden geproefd, begonnen ze massaal uit te roeien. Grootschalige ontbossing waarin vogels nestelden, evenals de vernietiging van het belangrijkste duivenvoer - Amerikaanse kastanjes - speelden ook een rol bij het verdwijnen van de soort. Aan het begin van de 20e eeuw waren deze vogels praktisch verdwenen in de natuur en in 1914 stierf de laatste duif genaamd Martha, die in de dierentuin van de Amerikaanse stad Cincinnati woonde.
Nu in Californië werkt de onafhankelijke onderzoeksorganisatie Revive and Restore ("Revive and restore"), opgericht met als doel uitgestorven soorten weer tot leven te wekken, aan het klonen van de passagiersduif. Voor de oprichter van de organisatie, evolutiebioloog en ecoloog Ben Novak, is dit een prioritair project (Revive and Restore kloont tegelijkertijd verschillende soorten uitgeroeide dieren): hij belooft in 2025 het eerste individu aan de wereld te presenteren.
Opgezette trekduiven (Vanderbilt Museum, USA). Foto: wikipedia.org
Mauritiaanse dodo, of dodo
Uitgeroeid in de jaren 1680
Het beeld van deze vogel, die uitsluitend op het eiland Mauritius leefde, is bij velen bekend uit het sprookje "Alice in Wonderland" van Lewis Carroll. De hoofdpersoon ontmoet een wezen genaamd Dodo in de Tear Pond en is verrast door zijn duistere spraak, verward en overladen met termen. In de illustraties van John Tenniel voor de eerste editie van het boek wordt Alice's nieuwe kennis afgebeeld als een vogel met een zwaar lichaam, grote poten, kleine vleugels en een krachtige snavel, die naar het midden breder wordt, gebogen en puntig aan de punt. Zo wordt de Mauritiaanse dodo (Raphus cucullatus) afgebeeld op de schetsen van de Nederlandse kolonialisten die eind 16e eeuw op Mauritius aankwamen. Hun illustraties en dagboekaantekeningen zijn het eerste gedocumenteerde bewijs van het bestaan van de dodo.
Net als passagiersduiven wekten dodo's een puur gastronomische interesse bij de kolonisten, zoals blijkt uit de bewaard gebleven aantekeningen in de logboeken en dagboeken van het schip. “Deze vogel is zo groot dat we hem niet in één keer in zijn geheel konden opeten, de rest van het vlees moest gezouten worden”, klaagde of verheugde zeeman Willem van West-Zamen zich.
Dodo's waren inderdaad groot: de lengte van sommige individuen bereikte een meter, het gewicht - 17 kilogram. Ze hebben deze vogels snel uitgeroeid, want ze waren een gemakkelijke prooi: ze hadden geen natuurlijke vijanden en lieten mensen dichtbij. Bijgedragen aan de verdwijning en huisdieren gebracht door zeelieden - honden en varkens, die dodo-nesten roerden en hun eieren aten. Volgens modern onderzoek stierven de laatste individuen van de Mauritiaanse dodo aan het einde van de 17e eeuw.
Aan het begin van de jaren 2000 begonnen Britse en Amerikaanse wetenschappers, geleid door moleculair bioloog en geneticus, professor evolutiebiologie Beth Shapiro, het dodo-genoom te ontcijferen. Het werk wordt uitgevoerd aan de Universiteit van Oxford, waarbij gedroogde dodokoppen uit de collectie van het Oxford Museum of Natural History als biomateriaal worden gebruikt. Tot nu toe hebben wetenschappers het DNA van de vogel slechts gedeeltelijk hersteld en zijn ze begonnen zijn genen te vergelijken met het DNA van moderne vogels - potentiële verwanten van de dodo. Dit is belangrijk, omdat een soort alleen kan worden hersteld door zijn genen in te brengen in het ei van een levend organisme uit een gemeenschappelijke familie. Sensationele resultaten zijn er nog niet.
Dodo-skelet en model gebaseerd op modern onderzoek (Natural History Museum, University of Oxford, UK). Foto: wikipedia.org
heide korhoen
De laatste persoon stierf in 1932
Het heidehoen (Tympanuchus cupido cupido) leek op het korhoen van vandaag, maar was kleiner - zo groot als een gedomesticeerde kip. Ooit leefde deze vogel op bijna het hele grondgebied van de moderne Verenigde Staten. Volgens de door de kolonisten nagelaten archieven was het vlees van heidehoenders buitengewoon smakelijk en waren de vogels zelf ongelooflijk talrijk: honderden, zo niet duizenden, werden dagelijks geslacht. Karkassen werden voor een prikkie verkocht. De beslissende rol bij de uitroeiing van de soort werd echter, zo lijkt het, niet door de mens gespeeld, maar door de dodelijke vogelziekte histomonosis, door hem samen met kippen geïntroduceerd - necrose van de lever en darmen, veroorzaakt door de eencellige Histomonas meleagridis.
Tegen het einde van de 19e eeuw waren er nog ongeveer tweehonderd individuen over, en dan alleen nog op het dunbevolkte eiland Martha's Vineyard (nu onderdeel van Massachusetts, VS). In een poging de situatie recht te zetten en de populatie heidehoenders te vergroten, creëerden de Amerikanen een reservaat op dit eiland, maar hun inspanningen waren tevergeefs: de laatste persoon stierf in 1932.
Het belangrijkste werk aan het klonen van vogels wordt uitgevoerd door wetenschappers van Revive and Restore. Voor hen is de wederopstanding van de heide het tweede prioriteitsproject na de trekduif. Dus ook deze vogel heeft een kans om terug te keren.
geweldige alk
De laatste vertegenwoordigers werden vernietigd in de jaren 1850
De enige loopvogel uit de alkfamilie, waartoe ook veel moderne zeevogels behoren: papegaaiduikers, alken, kleine alken, alken enz. De loopalk (Pinguinus impennis) leefde langs de noordelijke wateren van de Atlantische Oceaan (aan de kust van de Noordelijke -ten oosten van de VS, Canada, Groenland, IJsland, Faeröer, Noorwegen). Met zijn structuur, traagheid, zwart-witte kleuren leek het op pinguïns. Wetenschappers hebben lang gediscussieerd over hun relatie. Toen in 2002 echter het mitochondriaal DNA van de reuzenalk werd ontcijferd, werd duidelijk dat deze vogel uit een heel andere familie kwam.
Tijdens het tijdperk van ontdekking was er veel vraag naar pluisjes en eieren van reuzenalken onder Europeanen. Tegen de 19e eeuw was de vogelpopulatie sterk afgenomen en waren de opgezette dieren bij verzamelaars in prijs gestegen, wat leidde tot een nieuwe ronde van geweld tegen alken. Mensen geholpen bij het uitroeien van vogels en hun natuurlijke vijanden: orka's en ijsberen. Er is een versie dat de laatste individuen die in de buurt van het Canadese eiland Newfoundland woonden, in de jaren 1850 door stropers werden gevonden en vernietigd.
Verschillende wetenschappelijke groepen uit de VS en Europa proberen dit dier weer tot leven te wekken met de steun van dezelfde Revive and Restore-organisatie.
Grote alken (tekening door John James Audubon uit The Birds of America). Foto: wikipedia.org
Bucardo
In 2000 werd de soort officieel uitgestorven verklaard.
Bucardo (Capra pyrenaica pyrenaica) is een uitgestorven ondersoort van de Pyrenese steenbok. Deze dieren leefden in het noorden van het Iberisch Schiereiland (Spanje). Verschillende factoren hebben waarschijnlijk bijgedragen aan hun verdwijning: stroperij, aantasting van het milieu en concurrentie om voedsel met gedomesticeerde hoefdieren.
De laatste persoon genaamd Celia stierf in 2000 in het Spaanse nationale reservaat, gelegen in de provincie Huesca. Wetenschappers van het Onderzoekscentrum voor Landbouw en Technologie van Aragon bewaarden echter het genetische materiaal van Celia en probeerden in 2009 een kloon van haar te maken. De kansen op succes waren groot, omdat genetici niet lang en pijnlijk de naaste verwanten hoefden te identificeren - ze namen vrouwtjes van twee andere ondersoorten van de Pyreneese geit als draagmoeders.
Spaanse biologen creëerden 439 embryo's en implanteerden ze in de baarmoeder van 57 geiten. Zwangerschap kwam voor bij zeven vrouwtjes, maar slechts één kon een welp dragen. Helaas stierf het kind een paar minuten na de geboorte. Daarna werd het werk aan de wederopstanding van Bucardo voor onbepaalde tijd opgeschort.
Thylacine, of buidelwolf
In 1936 stierf de laatste persoon
Een andere waarschijnlijke kandidaat voor klonen is de buidelwolf, ook bekend als thylacine (Thylacinus cynocephalus), die voornamelijk leefde op het eiland Tasmanië, een paar honderd kilometer van het Australische continent. Op deze dieren werd enthousiast gejaagd door de Australische aboriginals, dus toen Europese schepen de kust van het eiland bereikten, waren er al heel weinig buideldieren. De eerste vermeldingen van dit wezen dateren uit 1808. Hun auteur, natuuronderzoeker George Harris, rangschikte thylacine in de buidelratfamilie. "Het enige dat het onderscheidt van opossums is een hondachtige kop", noteerde de onderzoeker in zijn dagboek. Later hebben wetenschappers de versie van Harris herzien en thylacine opgenomen in een aparte taxonomische groep - de familie van buideldieren.
Wolven verdwenen uiteindelijk in de 20e eeuw - tegen de jaren veertig was er geen enkel individu meer in leven. In 1999 probeerden Australische wetenschappers voor het eerst een dier te klonen - zonder succes. Het tweede project om de thylacine weer tot leven te wekken, werd in 2008 gelanceerd door biologen van de Universiteit van Melbourne: ze bouwden fragmenten van buideldierwolf-DNA in een muizenembryo. Dat is alles voor nu, maar het werk gaat door. En wat belangrijk is, het wordt ondersteund, ook financieel, door de Australische overheid.
PS Natuurlijk zou ik ook graag een holeleeuw, een holenbeer, een hert met grote hoorns, een sabeltandkat, een moa-vogel, een quagga, een blauwe vlinder ... niet zo makkelijk. Wetenschappers staan voor veel uitdagingen: van DNA-herstel en het vinden van de perfecte draagmoeder tot het nieuw leven inblazen van de habitat voor toekomstige klonen.
Elk soort dier verschijnt, verspreidt zich, verovert nieuwe gebieden en habitats, leeft enige tijd in relatief constante bestaansomstandigheden. Wanneer deze omstandigheden veranderen, kan het zich eraan aanpassen, veranderen en aanleiding geven tot een nieuwe soort (of nieuwe soort), of het kan verdwijnen. De totaliteit van dergelijke processen vormt de evolutie van de organische wereld, de historische ontwikkeling van organismen - fylogenese.
Dit essay is gewijd aan het onderwerp 'Ontwikkeling van de dierenwereld'. Om het onderwerp te onthullen, worden de volgende vragen ingewijd:
1. Redenen voor de evolutie van de dierenwereld gebaseerd op de ideeën van professor Darwin
2. Complicatie van de structuur van dieren. Diversiteit van soorten als gevolg van evolutie.
3. Bewijs voor de evolutie van dieren.
De redenen voor de verschillende organisatieniveaus van dieren, de verschillen tussen bestaande soorten en uitgestorven soorten, manifestaties van atavismen zijn al lang van belang voor wetenschappers en kerkelijke predikanten.
De beroemde Engelse wetenschapper Charles Darwin (1809-1882) legde deze verschijnselen het meest volledig uit in zijn werk On the Origin of Species.
Volgens de leer van Darwin is de diversiteit van soorten niet door God geschapen, maar gevormd als gevolg van constant opkomende erfelijke veranderingen en natuurlijke selectie. In het proces van overleven van de sterkste individuen, merkte Darwin de aanwezigheid op van een strijd om het bestaan, met als resultaat het uitsterven van niet-aangepaste organismen en de voortplanting van de sterksten.
Erfelijkheid is het vermogen van organismen om hun soort en individuele kenmerken of eigenschappen door te geven aan hun nakomelingen. Bij een bepaalde diersoort worden dus nakomelingen geboren die op hun ouders lijken. Sommige individuele kenmerken van dieren kunnen ook erfelijk zijn, bijvoorbeeld de kleur van de vacht en het vetgehalte van melk bij zoogdieren.
Variabiliteit - het vermogen van organismen om in verschillende vormen te bestaan, reagerend op de invloed van de omgeving. Variabiliteit komt tot uiting in de individuele kenmerken van elk organisme. In de natuur zijn er geen twee absoluut identieke dieren. Geboren welpen verschillen van elk van hun ouders in kleur, groei, gedrag en andere kenmerken. Verschillen bij dieren hangen, zoals Charles Darwin opmerkte, af van de volgende redenen: van de hoeveelheid en kwaliteit van het geconsumeerde voedsel, van schommelingen in temperatuur en vochtigheid, van de erfelijkheid van het organisme zelf. Professor Darwin noemde twee hoofdvormen van variabiliteit die de evolutie van de dierenwereld beïnvloeden: zeker, niet-erfelijk en onbepaald of erfelijk.
Onder bepaalde variabiliteit begreep Charles Darwin het optreden van identieke veranderingen in een aantal verwante dieren onder invloed van identieke omgevingsomstandigheden. Zo veranderde de dikke vacht van Transbaikalian eekhoorns in zeldzaam toen ze acclimatiseerden in de naaldbossen van de Kaukasus. Het gehalte aan konijnen bij lage temperaturen leidt tot de dichtheid van hun vacht. Gebrek aan voedsel leidt tot groeiachterstand bij wilde en gedomesticeerde dieren. Bijgevolg is een zekere variabiliteit een directe aanpassing van dieren aan veranderde omgevingsomstandigheden. Deze variatie wordt niet doorgegeven aan nakomelingen.
Charles Darwin begreep het optreden van verschillende veranderingen in een aantal verwante dieren onder invloed van identieke (soortgelijke) omstandigheden door onbepaalde erfelijke variabiliteit. Onbepaalde variabiliteit, volgens professor Darwin, is erfelijk en individueel, aangezien het toevallig voorkomt bij één individu van de soort en wordt geërfd. Een voorbeeld van individuele erfelijke variabiliteit is het uiterlijk van schapen met korte poten, de afwezigheid van pigment in de veren van vogels of in de wol van zoogdieren.
Charles Darwin beschouwde een van de redenen voor de evolutie van de dierenwereld als de strijd om het bestaan die voortvloeit uit de intensieve voortplanting van organismen. Het ouderpaar van een diersoort brengt talloze nakomelingen voort. Van het aantal geboren nakomelingen zullen er maar een paar overleven tot ze volwassen zijn. Velen zullen bijna onmiddellijk na de geboorte worden opgegeten of sterven. De rest zal met elkaar beginnen te concurreren om voedsel, betere leefgebieden, beschutting tegen vijanden. De nakomelingen van die ouders die het meest aangepast zijn aan de gegeven leefomstandigheden, zullen overleven. Zo leidt de strijd om het bestaan tot natuurlijke selectie - het overleven van de sterkste.
In de natuur verschillen individuen van dezelfde soort op veel manieren van elkaar. Sommigen van hen kunnen nuttig zijn, en, zoals Darwin opmerkte, "individuen die zelfs maar een klein voordeel hebben ten opzichte van de rest, zullen een grotere kans hebben om te overleven en dezelfde nakomelingen achter te laten." Het proces dat in de natuur plaatsvindt, waarbij organismen het meest aangepast blijven aan de omgevingsomstandigheden en de niet-aangepaste worden vernietigd, wordt natuurlijke selectie genoemd. Volgens Charles Darwin is natuurlijke selectie de belangrijkste oorzaak van de evolutie van de dierenwereld.
2. COMPLICATIE VAN DE STRUCTUUR VAN DIEREN. VERSCHEIDENHEID AAN SOORTEN ALS GEVOLG VAN EVOLUTIE
Vogels hebben dus een gestroomlijnd lichaam, een lichtgewicht skelet dat snelle bewegingen in de lucht bevordert met behulp van vleugels. Waterdieren, zoals walvissen, dolfijnen en pelsrobben, hebben een torpedovormig lichaam, aangepast voor snelle bewegingen in het watermilieu. Terrestrische dieren hebben goed ontwikkelde ledematen voor snelle bewegingen op de grond. Ondergrondse dieren, zoals mollen, mollen, leiden een gravende levensstijl. Kleine dieren zijn bedekt met kort dik haar, waardoor wordt voorkomen dat er aardedeeltjes op de huid komen, ze hebben krachtige voorpoten die zijn aangepast om ondergrondse gangen te graven.
De momenteel bestaande gewervelde dieren - vissen, amfibieën, reptielen, vogels en zoogdieren, gekenmerkt door een voortschrijdende complicatie van organisatie, ontstonden op basis van erfelijke variabiliteit, de strijd om het bestaan en natuurlijke selectie in de loop van een lange historische ontwikkeling.
De dierenwereld om ons heen is niet alleen rijk aan een groot aantal individuen, maar ook aan een verscheidenheid aan soorten. Elk individu van welke soort dan ook is aangepast aan het leven in de omstandigheden van zijn leefgebied. Als een grote groep vertegenwoordigers van welke soort dan ook zich in andere omstandigheden bevindt, of als ze overschakelen op ander voedsel, kan dit leiden tot het verschijnen van nieuwe tekenen of aanpassingen. Als deze nieuwe aanpassingen, onder andere omstandigheden, nuttig blijken te zijn voor de gemigreerde dieren, dan zullen dankzij natuurlijke selectie de nieuw verworven eigenschappen in hun reeks behouden blijven en van generatie op generatie worden overgedragen. Dus tijdens het evolutieproces kunnen er verschillende nieuwe ontstaan uit één soort. Het hele proces van divergentie van kenmerken in verwante organismen werd divergentie genoemd door Charles Darwin.
Een voorbeeld van divergentie zijn de kleine vogelvinken in de Galapagos-archipel. Darwiniaanse vinken verschillen in de vorm en grootte van de snavel (Fig. 194). Darwin ontdekte dat vinken, die een kleine, scherpe snavel hadden, zich voedden met larven en volwassen insecten. Vinken met een krachtige massieve snavel gevoed met de vruchten van bomen. Geleidelijke overgangen in de variabiliteit van deze snavels bij vinken werden ook opgemerkt. Dus tijdens het evolutieproces, vanwege de divergentie van karakters als gevolg van de richting van natuurlijke selectie, vond soortvorming plaats. De opkomst van een nieuwe soort, zoals Darwin opmerkte, wordt voorafgegaan door de vorming van tussenvormen - variëteiten. Dit evolutionaire proces eindigt met de vorming van nieuwe soorten.
Diversiteit van soorten wordt in de natuur gevormd door divergentie en gerichte actie van natuurlijke selectie.
2. Bewijs voor evolutie bij dieren
paleontologisch bewijs
Paleontologie is de wetenschap van oude organismen uit voorbije geologische tijdperken. Ze bestudeert de fossiele overblijfselen van degenen die tientallen en honderden miljoenen jaren geleden op aarde leefden. Fossiele overblijfselen zijn versteende schelpen van weekdieren, tanden en schubben van vissen, eierschalen, skeletten en andere vaste delen van organismen, afdrukken en sporen van hun vitale activiteit, bewaard in zacht slib, in klei, in zandsteen (fig.). Deze rotsen waren ooit verhard en bewaard in een versteende staat in verschillende lagen van de aarde. Op basis van gefossiliseerde vondsten herscheppen paleontologen de dierenwereld uit vervlogen tijden. De studie van paleontologische monsters die vanuit de diepste lagen van de aarde tot ons zijn gekomen, toont op overtuigende wijze aan dat de dierenwereld van de oudheid aanzienlijk verschilde van de moderne. De versteende overblijfselen van dieren die in ondiepere lagen liggen, hebben daarentegen structurele kenmerken die vergelijkbaar zijn met die van moderne dieren. Door dieren die in verschillende tijdperken leefden met elkaar te vergelijken, bleek dat de dierenwereld in de loop van de tijd voortdurend veranderde. De relatie van moderne dieren uit verschillende systematische groepen met uitgestorven dieren wordt vastgesteld door de vondsten van de zogenaamde tussenvormen of overgangsvormen. Zo werd bekend dat vogels afstammen van reptielen, die hun naaste verwanten zijn, maar tegelijkertijd aanzienlijk van hen verschillen.
In Europa is een dierenprint gevonden met kenmerken die inherent zijn aan zowel reptielen als vogels. De wetenschappelijke naam van het gereconstrueerde dier is Archaeopteryx. De kenmerken die kenmerkend zijn voor reptielen zijn een zwaar skelet, krachtige tanden (ze ontbreken bij moderne vogels) en een lange staart. Kenmerkend voor vogels zijn vleugels bedekt met veren. Op basis van de gefossiliseerde overblijfselen hebben wetenschappers veel overgangsvormen van verre voorouders tot modernere dieren vrij volledig hersteld.
Een volledige reconstructie van het uiterlijk van organismen, een overgangsperiode van verre voorouders naar moderne dieren, is een van de paleontologische bewijzen van het ware beeld van de evolutie van levende organismen op aarde.
Veel dieren die eerder leefden, hebben geen analogen in de moderne dierenwereld - ze zijn uitgestorven. Tegenwoordig proberen paleontologen de redenen te ontrafelen waarom ze verdwenen. Dinosaurussen waren de grootste uitgestorven dieren.
Embryologisch bewijs
Een vergelijking van de kenmerken van de embryonale ontwikkeling van vertegenwoordigers van verschillende groepen gewervelde dieren, zoals vissen, salamanders, schildpadden, vogels, konijnen, varkens en mensen, toonde aan dat alle embryo's in de vroege stadia van ontwikkeling erg op elkaar lijken . De daaropvolgende ontwikkeling van embryo's behoudt alleen overeenkomsten in nauw verwante groepen, bijvoorbeeld in een konijn, hond, mens, die een gemeenschappelijk structureel plan hebben in de volwassen toestand. Verdere ontwikkeling leidt tot het verdwijnen van overeenkomsten tussen de embryo's.
Elke vertegenwoordiger van de soort heeft alleen zijn inherente karakteristieke kenmerken van de structuur. Aan het einde van de embryonale ontwikkeling verschijnen tekenen die kenmerkend zijn voor een bepaald type dier.
Door de opeenvolgende ontwikkelingsstadia van elk embryo te bestuderen, kunnen we het uiterlijk van een verre voorouder herstellen. De vroege stadia van ontwikkeling van zoogdierembryo's zijn bijvoorbeeld vergelijkbaar met die van vissenembryo's: er zijn kieuwspleten. Blijkbaar waren de verre voorouders van dieren vissen. In de volgende ontwikkelingsfase lijkt het zoogdierembryo op het salamanderembryo. Bijgevolg behoorden ook amfibieën tot hun voorouders (fig. 1).
Zo toont de studie van de embryonale ontwikkeling van verschillende groepen gewervelde dieren de relatie tussen de vergeleken organismen, verduidelijkt het pad van hun historische ontwikkeling en dient als bewijs voor het bestaan van de evolutie van levende organismen.
Vergelijkend anatomisch bewijs
Door gewervelde dieren van verschillende klassen te vergelijken, bleek dat ze allemaal een enkel structureel plan hebben. De lichamen van amfibieën, reptielen, vogels en zoogdieren bestaan uit een kop, romp, voor- en achterpoten. Ze werden gekenmerkt door vergelijkbare eeuwigheden van de huid en waren viervoetig. Organen die hun functie hebben verloren als gevolg van langdurig niet-gebruik, worden rudimentair genoemd. De aanwezigheid van rudimentaire organen bij dieren is een onweerlegbaar bewijs van het bestaan van evolutie.
FASE I
II FASE
Vissen Salamander Schildpad Rat Man
Rijst. 1 Overeenkomsten tussen embryo's van gewervelde dieren
Rijst. 2. Rudimentaire dierlijke organen
Als het proces van embryonale ontwikkeling om welke reden dan ook wordt verstoord, kunnen individuele structurele kenmerken van het lichaam van het dier sterk verschillen van andere individuen van dezelfde soort. Hun aanwezigheid en gelijkenis met andere vertegenwoordigers van deze klasse dieren spreekt echter van de verwante oorsprong en evolutie van elke soort. Gevallen van manifestatie van tekenen van voorouders bij moderne individuen worden atavisme genoemd. Voorbeelden hiervan zijn: drievingerigheid bij moderne paarden; extra paar borstklieren bij degenen die altijd één paar hadden; de aanwezigheid van haar op het hele lichaam.
Vergelijkende anatomische reeksen, die de richtingen van de historische ontwikkeling laten zien bij soorten die tot dezelfde klasse, familie of geslacht behoren, worden beschouwd als zwaar bewijs van evolutie. De voortplantingswijzen bij eierleggende dieren, buideldieren en placenta's tonen bijvoorbeeld de richtingen in de ontwikkeling van voortplantingssystemen; de ledematen van paardachtigen tonen de opkomst van een eentenige voet in verband met veranderde levensomstandigheden, enz.
CONCLUSIE
We hebben dus de belangrijkste bepalingen van de ontwikkeling van de dierenwereld overwogen op basis van de theorie van Charles Darwin, volgens welke de diversiteit van soorten werd gevormd als gevolg van constant opkomende erfelijke veranderingen en natuurlijke selectie. Een van de redenen voor de evolutie van de dierenwereld is volgens Darwin de strijd om het bestaan, die resulteert in het uitsterven van niet-aangepaste organismen en de voortplanting van de meest aangepaste.
De verbazingwekkende verscheidenheid aan vormen en structuren van dierlijke lichamen is het resultaat van de manifestatie van natuurlijke selectie, waardoor er een constante opeenhoping is in afstammelingen van eigenschappen die voor hen nuttig zijn in bepaalde bestaansomstandigheden, en dit proces, in draai, leidt tot een complicatie van de structuur van dieren. Bovendien kunnen tijdens het evolutieproces verschillende nieuwe soorten uit één soort ontstaan. Het hele proces van divergentie van kenmerken in verwante organismen werd divergentie genoemd door Charles Darwin.
De diversiteit van uitgestorven reptielen is een voorbeeld van hun divergentie op basis van verschillende habitatomstandigheden.
Dieren van dezelfde soort die in een groot gebied leven, zijn meestal heterogeen. Hun studie toont de divergentie van karakters in individuen en het begin van de vorming van nieuwe systematische groepen.
Literatuur
Akimov O. S. Natuurwetenschappen. M.: UNITI-DANA, 2001.
Gorelov A. A. Concepten van de moderne natuurwetenschap. - M.: Centrum, 2002.
Gorokhov V.G. Concepten van de moderne natuurwetenschap. — M. : INFRA-M, 2000.
Dubnishcheva T.Ya. etc. Moderne natuurwetenschap. — M.: Marketing, 2000.
Basisconcepten van de moderne natuurwetenschap. - M.: Aspect - Pr, 2001
Petrosova RA Natuurwetenschappen en grondbeginselen van ecologie. - M.: Academie, 2000.
Tsjaikovski Yu.V. Elementen van evolutionaire diagnostiek. -M., 1999.
De dierenwereld blijft verbazen met zijn diversiteit, maar, zoals wetenschappers hebben ontdekt, zijn er familiebanden tussen schijnbaar onverenigbare soorten die teruggaan tot de oudste tijden. Hier zijn enkele voorbeelden...
Walvisachtigen (dolfijnen en walvissen) zijn enkele van de meest geliefde en gerespecteerde dieren op aarde. Ondanks het feit dat hun element de uitgestrektheid van de zeeën en oceanen is, behoren goedaardige reuzenwalvissen en ondeugende slimme dolfijnen tot de klasse van zoogdieren en hebben niets met vissen te maken.
Verrassend genoeg, maar de naaste verwanten van dolfijnen moeten op aarde worden gezocht, of liever in Afrika. Hier, ten zuiden van de Sahara, leven ze, die volgens onderzoekers gemeenschappelijke voorouders hebben met dolfijnen.
Ambulocetus. wiki/Nobu Tamura
Deze oude wezens, die meer dan vijftig miljoen jaar geleden leefden, verdeelden zich in twee lijnen: walvisachtigen en anthracotheres. Het is moeilijk te geloven, maar in die tijd liepen walvissen en dolfijnen over de aarde en leidden ze een semi-aquatische levensstijl, zoals moderne krokodillen en otters. Op de foto hierboven een schematische weergave van Ambulocetus, de stamvader van walvissen, wiens naam uit het Latijn is vertaald als 'wandelende walvis'.
Antracotherium. wiki/Dmitry Bogdanov
Op de tweede foto - anthracotherium, een uitgestorven vertegenwoordiger van de artiodactyl-orde, die slechts één afstammeling achterliet - het nijlpaard. Ondertussen raakten walvisachtigen steeds meer gewend aan het leven in het water, totdat ze hun oorsprong op het land volledig vergaten.
Ondertussen discussiëren wetenschappers of het de moeite waard is om walvissen en dolfijnen op te nemen in de orde van artiodactylen, die naast nijlpaarden ook herten, koeien en varkens omvatten. Mee eens, zo'n buurt zou er op zijn minst vreemd uitzien.
Mensen hebben een dubbelzinnige relatie met beren. Aan de ene kant leggen we de kinderen elke avond in een omhelzing met een teddybeer in bed, aan de andere kant schrikken we alleen al bij de gedachte dat we alleen kunnen zijn met de levenden.
Hij is tegelijkertijd formidabel en knap, en het lijkt erop dat zijn familieleden hetzelfde zouden moeten zijn. Maar dit is niet helemaal waar: moeder natuur volgt niet altijd een eenvoudig en begrijpelijk pad. En als bevestiging hiervan - het feit dat wetenschappers zeehonden, zeeleeuwen en de naaste verwanten van beren noemen.
Vinpotigen hebben altijd een speciale positie ingenomen in de evolutieboom. Genetische studies bewijzen echter duidelijk dat de naaste verwanten van vinpotigen beren en fretten zijn. Sceptici zullen zeggen: "Ze hebben niets met elkaar gemeen, je hoeft geen bioloog te zijn om dat te zien." Maar het lijkt alleen zo voor degenen die niet de moeite nemen om deze dieren van dichterbij te bekijken.
Vergelijk op zijn minst hun poten. De vin van de zeehond is platter, terwijl de klauwen van de beer langer zijn. Maar ze hebben allebei vijf niet-intrekbare klauwen aan elke voet, dezelfde botstructuur, en ze zijn allebei plantigrade, dat wil zeggen dat bij het bewegen de hiel en tenen tegelijkertijd de grond raken.
Puyila. wiki/Nobu Tamura
Fossielen gevonden in een meteorietkrater op het Canadese eiland Devon suggereren dat vinpotigen afstammen van puyila (lat. Pujila Darwini) - een roofzuchtig zoogdier dat meer dan twintig miljoen jaar geleden leefde. De Puyils konden gemakkelijk op handen en voeten op het land lopen, net als beren, maar hadden ledematen met zwemvliezen waardoor ze in het water konden jagen.
Rustige en betrouwbare vertegenwoordigers van de paardenfamilie (paarden, ezels en) werden enkele duizenden jaren geleden de trouwe helpers van de mens en hebben hem sindsdien trouw gediend op verschillende gebieden van zijn leven.
Het is gemakkelijk om aan te nemen dat ezels en paarden ook een hechte familieband moeten hebben met degenen met wie ze de moeilijke taak delen om de mens te dienen. Maar in feite is het onwaarschijnlijk dat de naaste verwanten van de ezel op een gewone boerderij worden gezien. Om hem te ontmoeten, moet je naar het Afrikaanse continent of naar een van de Aziatische landen gaan - hier wonen de vijf overgebleven, de naaste verwant van de paardenfamilie.
Neushoorns behoren tot de orde van artiodactylen, die naast hen nog twee families omvat: paarden en tapirs. Hun uiterlijk lijkt op een lichtgewicht kopie van een neushoorn, verstoken van zijn zware bepantsering en formidabel wapen - een gigantische hoorn.
Herakotheria. wiki/Heinrich Harder
Als je naar het recente verleden van deze dieren kijkt, zie je hoeveel ze gemeen hebben. Neushoorns lopen bijvoorbeeld, leunend op drie grote vingers (hun aantal is oneven, vandaar de naam - oneven hoefdieren), paarden deden ooit hetzelfde. Na verloop van tijd veranderden hun vingers in één grote vinger bedekt met een dichte nagelplaat en veranderden ze in wat tegenwoordig een hoef wordt genoemd.
De oudste voorouders van het moderne paard waren gerakotherii - viertenige paardachtige dieren die leefden in het Eoceen-tijdperk (55-45 miljoen jaar geleden). Toen begon het aantal vingers af te nemen - mesogippus en merikgippus hadden er twee, en toen verscheen pliogippus - het eerste eentenige paard dat leefde in het Plioceen (5-2 miljoen jaar geleden).
Een andere onverwachte familieband zijn mangoesten. Met hun uiterlijk lijken hyena's op honden die door het leven zijn geslagen, maar je moet niet naar de dierenwinkel rennen voor een hyenawelp.
Dit agressieve roofdier heeft niets te maken met de aard of genetica van de honden waar we zoveel van houden. De orde Carnivora is verdeeld in twee delen: de onderorde Cat-like (lat. Feliformia) en hondachtig (lat. caniformia). Hyena's behoren specifiek tot de katachtige tak van roofzuchtige zoogdieren, dit wordt ook bevestigd door de structuur van hun schedel en tanden.
De naaste verwanten van de hyena, ook opgenomen in de katachtige onderorde, zijn vertegenwoordigers van de mangoestenfamilie (lat. Herpestidae), waartoe ook en behoort. Ondanks de reputatie van laffe aaseters, hebben hyena's een dapper karakter en zijn ze in staat hun prooi te verdedigen tegen sterkere concurrenten, zoals en, en aas vormt slechts vijf procent van het hyena's dieet. De overige 95 plegen zelfmoord.
Manteldieren zijn chordaten die de zeebodem bewonen en een eentonige levensstijl leiden, zich hechten aan de bodem en water filteren dat verzadigd is met plankton. Welke wezens kunnen hun naaste verwanten worden genoemd - sponzen, koralen, wormen?
Verrassend genoeg beschouwen wetenschappers manteldieren als de voorlopers van alle gewervelde dieren, inclusief de mens. Met andere woorden, onze zeer verre voorouder zou eruit kunnen zien als degene die in de figuur wordt getoond.
paleontologisch bewijs
1. Laten we over fossielen schrijven.
Fossiele overblijfselen - versteende schelpen van weekdieren, tanden en schubben van vissen, eierschalen, dierenskeletten, afdrukken en sporen van hun vitale activiteit, bewaard in zacht slib, in klei, in zandsteen. Op basis van fossiele vondsten herscheppen wetenschappers de dierenwereld uit vervlogen tijden.
2. Ontdek de relatie tussen moderne en uitgestorven dieren.
De relatie tussen moderne en uitgestorven dieren wordt bepaald door de vondsten van tussenvormen. Het bleek dat de gefossiliseerde overblijfselen van dieren structurele kenmerken hebben die vergelijkbaar zijn met die van moderne dieren, maar er tegelijkertijd van verschillen.
3. Laten we de tekens van Archaeopteryx een naam geven en het samenbrengen
Met reptielen: zwaar skelet, krachtige tanden, lange staart.
Met vogels: vleugels bedekt met veren.
4. Laten we de redenen noemen voor het uitsterven van dinosaurussen.
Klimaatkoeling. Andere versies: de val van een asteroïde (komeet), een zonnevlam, een pandemie, vulkanische activiteit, een verandering in de samenstelling van de atmosfeer, een verarming van het dieet, een lage genetische diversiteit, een verandering in de aantrekkingskracht en andere.
Embryologisch bewijs
1. Schrijf een antwoord over de gelijkenis van de kernen.
De gelijkenis van de embryo's van alle gewervelde dieren in de vroege stadia van ontwikkeling duidt op de eenheid van de oorsprong van levende organismen en is een bewijs van evolutie.
2. Laten we het tijdstip van optreden van tekens aangeven.
in de latere stadia van de embryonale ontwikkeling.
3. Laten we een antwoord schrijven over de verre voorouders van dieren.
Gebaseerd op de gelijkenis van hun embryo's in de vroege stadia. De eerste stadia van ontwikkeling van zoogdierembryo's zijn vergelijkbaar met die van vissenembryo's; in het volgende stadium lijkt het embryo op een watersalamanderembryo. Daarom waren onder de voorouders van zoogdieren amfibieën en vissen.
Vergelijkend anatomisch bewijs
1. Laten we een antwoord schrijven over een enkel bouwplan.
Het algemene plan van de structuur van organismen van gewervelde dieren geeft hun nauwe verwantschap aan en suggereert dat moderne chordaten afkomstig zijn van primitieve voorouderlijke organismen die in het verre verleden bestonden.
2. Laten we de beweringen afmaken.
Organen die qua structuur vergelijkbaar zijn, maar een andere vorm en grootte hebben en anders zijn aangepast om verschillende functies uit te voeren, worden homoloog genoemd.
Bijvoorbeeld de voorpoten van gewervelde dieren.
Organen die hun functie hebben verloren als gevolg van langdurig niet-gebruik worden rudimentair genoemd.
Bijvoorbeeld de vleugel van een kiwi, de achterpoten van een python, de bekkenbeenderen van een walvis.
Atavisme is de verschijning in een bepaald individu van tekens die kenmerkend zijn voor verre voorouders, maar afwezig zijn in de naaste.
Bijvoorbeeld drievingerigheid bij moderne paarden, extra paar borstklieren, de aanwezigheid van haar op het hele lichaam.
3. Laten we de verandering in de relatie tussen organismen beschrijven.
In de loop van de evolutie werd de relatie tussen het moederorganisme en het nageslacht hechter. In ovipaar - eieren leggen en voor ze zorgen, maar de welp ontwikkelt zich buiten het lichaam van de moeder. Bij buideldieren ontwikkelt de baby zich uiteindelijk in een speciale "zak". Placenta beer nakomelingen in het lichaam van de moeder, de welp ontwikkelt zich in de baarmoeder. Dat wil zeggen, de verbinding van de moeder met het "kinderorganisme" werd sterker, dit zorgde voor een grotere overleving van het nageslacht.