Морфологические доказательства эволюции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Морфологические доказательства эволюции

Введение

Выбранная мною тема довольно актуальна в современном мире, ввиду того что некоторые ученные пытаются опровергнуть или преобразовать теорию эволюции, поэтому стоит помнить о том, что имеются неопровержимые доказательства этой теории. научные данные и концепции, подтверждающие происхождение всех живых существ на Земле от общего предка.

Современная биология накопила уже много косвенных свидетельств и соображений в пользу эволюции. У живых организмов имеются общие черты - похожим образом протекают биохимические процессы, есть сходство во внешнем и внутреннем строении и в индивидуальном развитии. Если эмбрионы черепахи и крысы на ранних стадиях развития неотличимы, то не кроется ли в этом подозрительном сходстве намёк на единого предка, от которого в течении миллионов лет произошли эти животные?[1]

Современная биология предлагает несколько основных доказательств эволюционного происхождения человека:

ь Морфологические доказательства

ь Эмбриологические доказательства

ь Палеонтологические доказательства

ь Биохимические доказательства

ь Биогеографические доказательства [2]

И целью моей работы будет рассказать о морфологических доказательствах теории эволюции, чтобы подтвердить саму теорию.

Морфологические доказательства.

1. Гомологичные органы

Пятипалая конечность.

Казалось бы, что общего между рукой человека, лапой кошки, плавником кита, ногой лошади и крылом летучей мыши? А между тем, при дотошном сравнении оказывается, что все эти конечности состоят из одного и того же набора костей. [1]

Органы животных разных видов, имеющие один и тот же план строения, занимающие сходное положение в организме животного и развивающиеся из одних и тех же зачатков, называют гомологичными. Если такие органы у разных видов выполняют разные функции, то единственное объяснение сходства строения -- происхождение от общего предка. Напротив, если у двух видов независимо развились органы, выполняющие одну и ту же функцию (аналогичные органы), то сходство между этими органами оказывается поверхностным.

Иллюстрация принципа гомологии на примере передней конечности млекопитающих. Конечности состоят из одного и того же набора костей, но при этом выполняют самые разные функции. Третья кость пясти отмечена красным цветом.(Рис.1)

Гомологичные органы. Пятипалая конечность

Рис.1 Пятипалая конечность

Пятипалая конечность, характерная для четвероногих позвоночных -- пример гомологии органов. Более того, прослеживается гомология пятипалой конечности и плавников некоторых ископаемых видов кистеперых рыб, от которых произошли первые земноводные.

Части ротового аппарата насекомых.

Строение головы и ротового аппарата у различных видов насекомых. a, усики; c, фасеточный глаз; lb, нижняя губа; lr, верхняя губа; md, жвалы (верхние челюсти); mx, максиллы (нижние челюсти).(Рис.2)

Рис. 2 Части ротового аппарата насекомых

Основные части ротового аппарата насекомых -- верхняя губа, пара жвал (верхних челюстей), подглоточник (hypopharynx), две максиллы (нижние челюсти) и нижняя губа. У разных видов эти составные части различаются по форме и размеру, у многих видов некоторые из частей утрачены. Особенности строения ротового аппарата позволяют насекомым использовать различные источники пищи:

(A) В исходном виде (у наиболее примитивных насекомых, и, например, у кузнечика) сильные жвалы и максиллы используются для кусания и жевания.

(B) Медоносная пчела использует нижнюю губу для сбора нектара, а жвалами дробит пыльцу и разминает воск.

(C) У бабочки верхняя губа уменьшена, жвалы отсутствуют, максиллы образуют хоботок.

(D) У самок комаров верхняя губа и максиллы образуют трубку, жвалы используются для протыкания кожи.

Какой разумный дизайнер, имея возможность спроектировать трубочку для питья коктейля любой формы и из любого материала, стал бы изготавливать ее методом перековывания пары вилок? Кто стал бы делать шприц, вытягивая и заостряя "челюсти" пассатижей? Это - характерный и узнаваемый стиль естественного отбора, "слепого часовщика", мастера по подгонкам и переделкам, но никак не разумного и всемогущего дизайнера, которому доступны любые материалы и любые технические решения.[3]

2. Рудименты

Рудиментами называются органы, утратившие своё основное значение в процессе эволюционного развития организма. Рудименты также можно определить как структуры, редуцированные и обладающие меньшими возможностями по сравнению с соответствующими структурами у других организмов. Многие рудиментарные органы не являются совершенно бесполезными и выполняют какие-нибудь второстепенные функции. Если рудимент и оказывается функциональным, то он выполняет относительно простые или малозначимые функции с помощью структур, очевидно предназначенных для более сложных целей. Отсутствие функций не является необходимым критерием рудиментарности. Такие органы крайне распространены в природе.[4]

Например, птичье крыло -- крайне сложная анатомическая структура, специально приспособленная для активного полета, но крылья страусов не используются для полета. Эти рудиментарные, хотя и достаточно сложно устроенные (как и у других птиц) крылья могут использоваться для сравнительно простых задач, таких как поддержание равновесия на бегу и привлечение самок -- с тем же успехом можно приспособить микроскоп для заколачивания гвоздей. Таким образом, специфическая сложность крыльев страуса неадекватна простоте задач, для которых эти крылья используются, и именно поэтому эти крылья называют рудиментами. В числе других нелетающих птиц с рудиментарными крыльями -- галапагосские бакланы (Phalacrocorax harrisi), киви и какапо. Для сравнения, крыло пингвина имеет большое значение, действуя в качестве плавника, а значит -- не может считаться рудиментом.[2]

Примеры рудиментов:

· Глаза у некоторых пещерных и роющих животных, таких как протей, слепыш, крот, астианакс мексиканский. Эти глаза либо вообще ничего не видят, либо способны лишь отличать свет от тьмы и часто скрыты под кожей.

· Малая берцовая кость у птиц.

· У некоторых змей, в том числе у питона, имеются рудиментарные задние конечности. (Рис.3)

Рис.3 Рудиментарные задние ноги у питона

· Остатки волосяного покрова и тазовых костей у некоторых китообразных. У зародышей китообразных иногда формируются вибриссы (чувствительные волоски на морде), которые впоследствии исчезают. Кроме костей таза, у некоторых китов сохраняется рудиментарная бедренная кость и даже совсем маленький хрящевой (не окостеневающий) остаток большой берцовой кости. У китов к этим рудиментам могут крепиться кое-какие мышцы, у самцов к ним прикреплены пещеристые тела пениса. Однако если эти кости были специально созданы "разумным дизайнером" для выполнения подобных второстепенных функций, совершенно непонятно, зачем было придавать этим костям столь глубокое онтогенетическое и структурное сходство (гомологию) с тазом и костями задних конечностей наземных млекопитающих. (Рис.4)

Рис.4 Рудименты таза и костей задней конечности у молодого самца гренландского кита

У человека к рудиментам относятся:

· у некоторых людей имеется рудиментарная хвостовая мышца extensor coccygis, идентичная мышцам, двигающим хвост у других млекопитающих. Она прикрепляется к копчику, но, поскольку копчик у человека практически не может двигаться, эта мышца для человека бесполезна.

· волосяной покров туловища (у людей)

· морганиевы желудочки гортани,

· червеобразный отросток слепой кишки (аппендикс). Многолетние наблюдения показали, что удаление аппендикса не оказывает значимого влияния на продолжительность жизни и здоровье людей, если не считать того, что после этой операции люди в среднем чуть реже болеют колитом.

· хватательный рефлекс у новорожденных (детенышам обезьян он помогает держаться за шерсть матери).[3]

3. Атавизмы

Атавизмы - это органы, в норме присутствовавшие у отдалённых предков, утраченные в ходе эволюции, но иногда проявляющиеся у отдельных организмов данного вида. Такие "редкости" тоже помогают понять, какими были предки тех или иных животных. Благодаря живому интересу к происхождению человека, проявляемому в последние полтора столетия, человеческие атавизмы изучены хорошо.[1]

Появление атавизмов объясняется тем, что гены, отвечающие за данный признак, сохранились в ДНК, но не функционируют, так как подавляются действием других генов.

Примеры атавизмов:

· Хвостовидный придаток у человека;

· Сплошной волосяной покров на теле человека;

· Добавочные пары молочных желез;

· Задние ноги у китов;

· Задние плавники у дельфинов;

· Задние ноги у змей;

· Дополнительные пальцы у лошадей;

· Возобновление полового размножения у ястребинки волосистой и у клещей семейства Crotoniidae.

Яркий пример атавизма: дельфин с задними конечностями.(Рис.5)

Рис. 5 Дельфин с задними конечностями

Аргументы в пользу эволюции тут те же, что и для рудиментов. Эволюционное объяснение рудиментов и атавизмов состоит в том, что органы (признаки), ставшие бесполезными для организма, не утрачиваются в одночасье, а могут сохраняться в течение миллионов лет, постепенно редуцируясь и разрушаясь под грузом мутаций (отбор перестает отбраковывать мутации, нарушающие развитие данного признака, и эти мутации начинают свободно накапливаться, но процесс этот очень медленный). По ходу дела, естественно, редуцирующийся орган может приобрести новые функции. Даже если внешнее проявление признака полностью утрачено, в геноме еще долго могут сохраняться фрагменты генетических "программ", обеспечивавших развитие данного признака у предков. При особых обстоятельствах (мутации, экстремальные воздействия на развивающийся эмбрион) эти программы могут иногда "сработать" - и тогда мы получаем атавизм.

4. Несовершенство строения организмов

В ходе эволюции каждая новая конструкция не проектируется с нуля, а получается из старой конструкции за счет последовательности небольших улучшений. Эта особенность является причиной специфических несообразностей в строении живых организмов.

Например, возвратный гортанный нерв у млекопитающих идет от мозга к сердцу, огибает дугу аорты и возвращается к гортани. В результате нерв проходит гораздо более длинный путь, чем необходимо, а аневризма аорты может приводить к параличу левой голосовой связки. Особенно наглядно проблема видна на примере жирафа (Рис.6), у которого длина возвратного нерва может достигать 4 метров, хотя расстояние от мозга до гортани -- всего несколько сантиметров. Такое расположение нервов и сосудов млекопитающие унаследовали от рыб, у которых шея отсутствует.[3]

Рис. 6 Схема прохождения возвратного гортанного нерва у жирафа

Ещё один пример -- сетчатка позвоночных и слепое пятно. У позвоночных нервные волокна и ганглиозные клетки сетчатки расположены поверх светочувствительных клеток, и свет должен пройти через несколько слоев клеток, прежде чем попадает на палочки и колбочки. Слепое пятно -- это участок сетчатки, лишённый фоторецепторов, от которого отходит к мозгу зрительный нерв. Для решения многочисленных проблем, вызванных таким устройством сетчатки, у позвоночных есть ряд адаптаций. В частности, у нервных волокон, идущих поверх сетчатки, отсутствует миелиновая оболочка, что повышает их прозрачность, но снижает скорость передачи сигнала. Схожие по строению глаза головоногих лишены этого недостатка. Это наглядно показывает, что и у позвоночных, возможно, могли бы в ходе эволюции сформироваться глаза без слепых пятен. Предполагается, что такое строение глаза связано со способом его развития в онто - и филогенезе. Вероятно, у общих отдалённых предков хордовых фоторецепторы находились на спинной поверхности тела. Затем, при формировании нервной трубки, они оказались на её внутренней поверхности, т. е. на стенке нервного канала (как у ланцетника). Глаза современных позвоночных образуются как выпячивания стенок нервной трубки (глазные пузыри), а фоторецепторы по-прежнему формируются в их внутренней стенке. эволюционный гомология происхождение насекомые

Такие частые патологии как выпадение матки, частое воспаление носоглотки, боли в пояснице у людей отчасти связаны с тем, что мы используем для прямохождения тело, сформированное эволюцией в течение сотен миллионов лет для передвижения на четырёх конечностях. [2]

На основе вышеизложенного можно сделать вывод о том, что морфологические доказательства теории эволюции полностью подтверждают ее. Благодаря этим доказательствам основы эволюционного учения получили признание в научном сообществе, а ведущей системой представлений о процессах видообразования стала теория эволюции.

Список литературы

[1] - Агафонова Александра Анатольевна "Доказательства эволюции" 1999 г

[2] - Н.М.Борисов, Ф.Ю.Воробьев, А.М.Гиляров, К.Ю.Еськов, А.Ю.Журавлев, А.В.Марков, А.А.Оскольский, П.Н.Петров, А.Б.Шипунов "Доказательства эволюции" 2010 г.

[3] - Н.А. Лемеза Л.В.Камлюк Н.Д. Лисов "Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы"

Размещено на Allbest.ru