Презентация по теме "доказательства макроэволюции"

Комментарий к презентации по биологии.

Макроэволюция органического мира — это процесс формирования крупных систематических единиц: из видов — новых родов, из родов — новых семейств и т.д.

Процессы макроэволюции требуют огромных промежутков времени и непосредственно изучать ее невозможно. Тем не менее, в основе макроэволюции лежат те же движущие силы, что и в основе микроэволюции: наследственность, изменчивость, естественный отбор и репродуктивное разобщение.

Так же, как и микроэволюция, макроэволюция имеет дивергентный характер.

Существует 3 вида доказательств макроэволюции: палеонтологические, эмбриологические и сравнительно-анатомические.

Палеонтологические доказательства.

Наука об ископаемых организмах – палеонтология – неопровержимо доказывает, что в прошлые эпохи животный и растительный мир Земли резко отличался от современного.

Палеонтологические находки убедительно доказывают, что животный и растительный мир прошлого сильно отличался от знакомого нам мира живых существ. И чем в более глубоких слоях залегают ископаемые организмы (то есть чем они геологически старше), тем меньше, как правило, их сходство с современными формами.

На этом слайде можно увидеть окаменевшие яйца динозавров и скелет ископаемого котилозавтра сеймурии, занимавшей – по строению конечностей, позвоночника, черепа – промежуточное положение между рептилиями и амфибиями.

Замечательным свидетельством родства современных организмов служат находки так называемых «переходных форм».

На этом слайде можно увидеть переходную форму между классом рыб и земноводных. 

Эти открытия относятся к недавнему времени и касаются форм, называемых Ихтиостега. Скелет этих форм отчетливо свидетельствует о переходном характере этой группы. Хвост и лучи хвостового плавника обладают еще характерными рыбьими признаками, тогда как грудные и брюшные плавники уже изменились в передние и задние конечности, служащие для передвижения по суше. Поэтому эти формы заслуживают того, чтобы их поместить между классом рыб и классом земноводных.

В каменноугольном и пермском периодах достигли вершины своего развития земноводные. Земноводные этого периода относились к вымершей группе Labyrinthodontia, которые достигали 1,5 метров длины. Другие формы были значительно меньших размеров и отличались большим разнообразием.

Земноводные в свою очередь дали начало новому классу позвоночных, а именно пресмыкающимся. 

Максимальный расцвет пресмыкающихся приходится на все три периода мезозойской эры, которая поэтому иногда называется также эрой пресмыкающихся. Наиболее известные пресмыкающиеся относятся к группе так называемых динозавров. Этот термин относится еще к временам Оуэна и значит по-гречески "страшные ящерицы".

На рисунке слева мы видим бромозавра (огромный растительноядный ящер из Северной Америки (юрский период). Достигал 18 метров длины и, по крайней мере, 20 тон веса).

На рисунке справа изображен Игуанодон из Бельгии (меловой период). Достигал 5 м высоты при 10 м длины.

Довольно быстро после того как возникли первые пресмыкающиеся, то есть наземные животные, эволюционные процессы привели к тому, что некоторые из них снова приспособились к жизни в воде. Земноводные были главным образом животными, которые размножались в пресных водах.

Рисунок справа - плезиозавры, специализированные плавающие ящеры.

Рисунок слева  - реконструкция ихтиозавров юрского периода.

В следующем периоде, то есть юрском, первые пресмыкающиеся начинают завоевывать воздушную среду. Чтобы приобрести способность к полету, организмы должны были соответственным образом приспособиться, причем эти приспособления были многочисленными и сложными. Тело летающего позвоночного должно быть легким, а мышцы, двигающие крылья, хорошо развитыми.

На рисунках изображены летающие ящеры того периода времени.

До настоящего времени существуют две теории, старающиеся объяснить, каким образом у предков птиц могла развиться способность к полету. Одни из авторов предполагают, что первые птицы были быстрыми бегунами и движения крыльев им в этом очень помогало. И у многих современных птиц можно наблюдать, как они помогают себе движениями крыльев. Можно предположить, что благодаря естественному отбору выжили те мутации, у которых это свойство было все лучше выражено. Со временем это дало птицам возможность летать. Другие авторы считают, что первичные птицы карабкались и лазали по деревьям, а крыльями вначале пользовались, как парашютами, как современные летяги. Поверхность крыльев постепенно увеличивалась, благодаря чему птицы приобрели способность к полету.

Остатки первых несомненных млекопитающих относятся к юрскому периоду. От них сохранились лишь зубы и остатки челюстей, однако уже на этом основании можно себе представить в общих чертах, как выглядели эти примитивные млекопитающие животные.

На рисунке изображен млекопитающий ящер из Южной Африки (пермский период).

Наиболее высокий интерес с эволюционной точки зрения представляет находка археоптерикса. Это животное величиной с голубя имело признаки птицы, но сохраняло еще черты пресмыкающихся. Признаки птиц: сходство задних конечностей с цевкой, наличие перьев и общий вид. Признаки пресмыкающихся: длинный ряд хвостовых позвонков, брюшные ребра и наличие зубов. Археоптерикс не мог быть хорошим летуном, так как у него слабо развиты грудная кость (без киля), мышцы крыльев и грудные. Позвоночник и ребра не являлись жесткой костной системой, устойчивой при полете, как у современных птиц.

Сравнительно-анатомические доказательства.

Общие особенности строения скелета, взаимоотношения его частей – это принципиальные, глубокие особенности, и свидетельствуют  они о несомненном родстве всех позвоночных животных.  Единый, общий план строения можно обнаружить при сравнении не только целых организмов, но и отдельных органов.

Внутри каждой из крупных групп позвоночных животных сходство в строении скелета еще более значительно. Это и естественно: все амфибии  - лягушки, жабы, тритоны – более близкие родственники, чем, скажем, рыбы и птицы.

Прежде хочу напомнить, что такое гомологичные органы. Итак, это органы, соответствующие друг другу по строению и имеющие общее происхождение независимо от выполняемой ими функции.

Единый, общий план строения можно обнаружить при сравнении не только целых организмов, но и отдельных органов. Сколь ни различны по форме и функциям передние конечности разных млекопитающих – они приспособлены и для рытья (крот, броненосец), и для плавания (киты, тюлени), и для полета (летучие мыши), - все они состоят из сходных элементов: лопатки, костей плеча, предплечья, запястья, пясти, фаланг пальцев. Все это разнообразие конечностей – лишь вариации типичной пятипалой конечности, характерной для предков всех млекопитающих.

На этом рисунке показана гомология скелета передней конечности позвоночных: а) рука человека, b) конечность кита, с) лошади, d) летучей мыши, е) вымершего летающего ящера, f) рыбы, g) вымершего водного ящера;

r) плечевой отдел, р) предплечье, d) кисть.

На этом слайде можно проследить положение и размеры гомологичной кости в черепах разных животных.

Ухо всех млекопитающих делится на три основные части: наружное, среднее и внутреннее. Наружное ухо – ушная раковина – концентрирует звуки, среднее ухо передает эти звуки к внутреннему, где они и воспринимаются тончайшими нервными окончаниями, расположенными в улитке. В среднем ухе всех млекопитающих звуковые колебания с барабанной перепонки передаются на слуховые косточки – молоточек, наковальню и стремечко. Сравнение черепа в ряду высших и низших позвоночных показывает, что у акул одна из костей – будущая наковальня – была большой костью и занимала важное конструктивное положение в черепе, у костистых рыб она резко сокращается в размерах, у рептилий она также резко изменяется и служит как бы подвеской подвижной челюсти, и, наконец, у млекопитающих она превращается в маленькую слуховую кость – наковальню. Все эти кости гомологичны.

Гомологичные структуры помогут ответить на вопрос о родстве изучаемых  форм, но не могут сказать, какой из организмов – предок, а какой – потомок. На этот вопрос помогают ответить изучение рудиментов (зачатков органов) и атавизмов.

На рисунке можно увидеть рудименты задних конечностей у питонов.

У птицы киви, живущей в Новой Зеландии, нет крыльев. Да они и не нужны ей, поскольку она живет в густой и высокой траве. От крыльев остались едва заметные выросты. Получается, что у предков этой птицы были настоящие крылья.

Родство человека и животных подтверждается существованием рудиментов и атавизмов. У человека имеется около 90 нефункционирующих рудиментарных органов. У некоторых людей развиты мышцы, позволяющие им двигать ушами и кожей головы; у других – копчиковая кость (остаток хвоста); маленькая складка в уголке глаза (остаток третьего века) и др. Все эти органы бесполезны для человека и сохраняются у него в недоразвитом виде.

Иногда у человека проявляются особенности, обычно у него не встречающиеся, но имеющиеся у животных. Такие особенности называются атавизмами. Например, хвост, обильный волосяной покров на теле, включая лицо, добавочные соски, сильно развитые клыки и др.

Эмбриологические доказательства.

Эмбриология – это наука, изучающая зародышевое развитие организмов.

Уже давно было отмечено, что эмбрионы различных животных более сходны друг с другом, чем взрослые организмы.

Чем более ранние стадии развития мы изучаем, тем больше сходства обнаруживается между различными животными. Любой организм начинает свое развитие от одной – оплодотворенный яйцеклетки. Эта яйцеклетка много раз делится, так что образуется шар из клеток. На этом этапе фактически невозможно отличить будущего человека от слона, рыбы или лягушки.

Если сравнить особенности эмбрионального развития разных видов позвоночных – человека, обезьяны, крысы, черепахи, тритона, рыбы, - то окажется, что на самых ранних стадиях развития все зародыши очень похожи друг на друга. Это зародышевое сходство сохраняется в процессе индивидуального развития тем дольше, чем ближе друг к другу сравниваемые организмы. Это явление зародышевого сходства широко используется для восстановления путей исторического развития и определения родства сравниваемых организмов.

Биогенетический закон - закономерность в живой природе, сформулированная немецким учёным Э. Геккелем (1866) и состоящая в том, что индивидуальное развитие особи (онтогенез) является коротким и быстрым повторением (рекапитуляцией) важнейших этапов эволюции вида (филогенеза).

Основные положения биогенетического закона:

1) наиболее общие признаки любой крупной группы животных появляются у зародыша раньше, чем менее общие признаки;

2) после формирования самых общих признаков появляются менее общие и так до появления особых признаков, свойственных данной группе;

3) зародыш любого вида животных по мере развития становится все менее похожим на зародышей других видов и не проходит через поздние стадии их развития;

4) зародыш высокоорганизованного вида может обладать сходством с зародышем более примитивного вида, но никогда не бывает похож на взрослую форму этого вида.

Таким образом, развитие зародыша повторяет именно ЗАРОДЫШЕВЫЕ стадии предков.

В эмбриональном периоде развития у зародыша человека закладывается двухкамерное сердце, шесть пар жаберных дуг, хвостовая артерия – признаки рыбообразных предков. От амфибий человек унаследовал плавательные перепонки между пальцами, которые имеются у зародыша. У новорожденных наблюдается несовершенная терморегуляция, что указывает на происхождение от животных с непостоянной температурой тела. Головной мозг плода гладкий, без извилин, как у примитивных млекопитающих. У шестинедельного зародыша имеется несколько пар млечных желез. Закладывается также хвостовой отдел позвоночника, который затем редуцируется и превращается в копчик. В соответствии с биогенетическим законом эти и многие другие признаки, возникающие у человека в эмбриональном развитии, могут рассматриваться как повторение признаков предков.

На этом слайде мы можем видеть, насколько новорожденный человек похож на новорожденную обезьяну.

На протяжении всего первого года жизни человеческий малыш проходит стадию четвероного животного, передвигаясь, как и большинство зверей, на четырех конечностях. До того времени, как ребенок начинает сознательно говорить (в возрасте 1,5 – 2 лет), мимика, жесты, нечленораздельные звуки, несущие определенный смысл, и эмоции ребенка удивительно напоминают звуки и жесты, характерные для человекообразных обезьян – шимпанзе, горилл, орангутангов.

Таким образом, рассматривая в совокупности все три группы доказательств макроэволюции, можно утверждать, что макроэволюция – это реально существующий процесс.