Филогенетический ряд кита егэ

в условии
в решении
в тексте к заданию
в атрибутах

Категория:

Атрибут:

Всего: 249    1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …

Добавить в вариант

Всего: 249    1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …

Порой вернуться куда-то сложнее, чем начать все c чистого листа. Это верно и биологически: эволюция не идет вспять, так что приспособления к новым условиям жизни не развиваются из ниоткуда, а опираются на прошлые — порой диаметрально им противоположные. Четыреста миллионов лет назад кистеперые рыбы задышали воздухом, очутились на суше и стали амфибиями, которым вода нужна в гораздо меньшей степени, затем появились те, кто умеет размножаться вовсе без воды. Но полсотни миллионов лет назад некоторые из них начали путь обратно, в воду. Их потомки — современные китообразные — не выходят на сушу даже ради размножения. Между древними и нынешними китами — пропасть физиологических проблем, которые им пришлось частично параллельно, частично последовательно решать анатомическими адаптациями.

Китообразные — потомки парнокопытных, а по каким-то классификациям и вовсе одни из них. Ближайшие живые наземные родственники китов — бегемоты. Первые киты вроде пакицета (жил на территории современного Пакистана 49–48 миллионов лет назад) внешне были похожи на головастых собачек. Кстати, тогда среди копытных встречались и хищники — мезонихии.

Что сподвигло предков китообразных подобно своим прадедам рыбам вновь окунуться в воду, точно никто не знает. Может, там пряталась желанная добыча, а может, они сами служили для кого-нибудь обедом и пытались скрыться от недругов, как сейчас это

водяной оленек. В любом случае, китам приходилось то погружаться, то всплывать.

Проблема 1: надо глубоко нырнуть, а потом всплыть

Даже если (особенно если) животное не все время проводит в воде, чтобы доставать что-то с глубины или прятаться на ней, нужно уметь нырять. Этого не выйдет, если плотность тела ниже плотности воды. Ну а если она, напротив, существенно выше, первый нырок может стать последним. Потому что всплывать тоже надо уметь.

У современных китообразных плотность костей ниже, чем, скажем, у коз или оленей. Но пришли они к этому не сразу: сначала плотность костей, наоборот, повысилась. Их микроструктура начала меняться еще до того, как передние конечности стали походить на плавники, а задние редуцировались. Древние китообразные из группы археоцетов — пакицет, амбулоцет и подобные — 50–48 миллионов лет назад при дайвинге полагались на кости и мышцы. Их скелет стал плотнее, чем у наземных млекопитающих, чтобы им проще было уходить на дно. А всплывали и выходили на сушу они, по-видимому, за счет мускулов.

Пакицет плавал, загребая лапами. Он статично регулировал плотность тела, повысив ее за счет очень тяжелых костей, в которых были малоактивны остеокласты — клетки, прорежающие живое вещество кости. Но потом эволюция китов «передумала», и они начали использовать динамические механизмы контроля: уменьшение и увеличение объема легких. У дорудонов, живших 40–36 миллионов лет назад, плотность костей уже начала снижаться, а у современных китов она ниже, чем у наземных парнокопытных.

Мы знаем об этом благодаря гистологическим исследованиям ребер современных и ископаемых китообразных, а также некоторых других водных и наземных животных (последних использовали в качестве контроля).

«Воздушное» изменение плотности тела удобнее: чтобы держаться у поверхности, можно вдохнуть поглубже и стать за счет этого «легче» воды, и выдохнуть покрепче, дабы нырнуть, став «тяжелее». Также предполагают, что менять плотность тела некоторым китообразным вроде кашалота помогает еще и спермацет — та самая жировая подушка в голове, из которой еще недавно делали свечи. На глубине холоднее, и она твердеет и становится плотнее, а ближе к поверхности, где теплее, она «разжижается». Спермацет появился около 34 миллионов лет назад с одними из первых зубатых китов.

У продвинутых китов, которые уже хорошо ныряют глубоко и надолго, появляется другая проблема: декомпрессионная (кессонная) болезнь. Она возникает главным образом из-за того, что с изменением давления меняется растворимость азота в жидкостях тела: чем давление выше, тем она больше. Азот в организме ни на что не тратится, поэтому его не становится меньше, пока не выдохнешь. Из-за этого во время быстрого всплытия кровь в буквальном смысле вспенивается — это азот образует пузырьки, способные повредить стенки сосудов и другие важные структуры.

Чтобы такого не происходило, при погружении китообразные — не сознательно, конечно — максимально сужают просвет сосудов во всех органах, кроме мозга и сердца, которые надо постоянно «кормить» кислородом, тоже присутствующем в крови. В остальные части тела в этот момент кровь практически не поступает, зато и от пузырьков азота они защищены. От гипоксии китовые органы спасаются благодаря улучшенному миоглобину, эффективно сохраняющему кислород.

Если судить по заряду поверхности молекулы миоглобина, который во многом определяет способность этого вещества связываться с кислородом, получается, что одним из первых стал нырять базилозавр 45–36 миллионов лет назад. Но умел ли он так сужать сосуды, мы пока не знаем: у ископаемых китообразных не сохранилось столько мягких тканей, чтобы это понять.

Проблема 2: ничего не видно и не слышно

И акустический импеданс, и показатель преломления у воды не такие, как у воздуха. Поэтому с ушами и глазами, заточенными на работу в воздушной среде, под водой делать нечего. В те времена, когда китообразные высматривали в воде добычу с суши и потом ныряли за ней, «наземные» органы чувств еще можно было использовать, и то с трудом, но при переходе на полностью водный образ жизни — вряд ли.

Наземное ухо усиливает колебания воздуха (звуки) за счет системы полостей и мембран. Ушная раковина собирает звуковые волны, они попадают на барабанную перепонку, подхватываются вибрациями слуховых косточек и попадают на овальное окно, площадь которого меньше, чем у барабанной перепонки. Жидкость во всей этой цепочке встречается еще дальше, она служит проводником звука только в улитке внутреннего уха. Жидкость колеблется, эти колебания воспринимают погруженные в нее волосковые клетки. Разница импеданса воздуха и жидкости способствует восприятию звуков. Извлекать из нее выгоду тоже помогают мембраны — перепонки и «окна».

У рыб есть только внутреннее ухо, и улитка его тоже заполнена жидкостью. Тем не менее, чувствительные клетки в нем одним концом прикреплены к отолитам — «камешкам» плотнее воды, а кроме того, рядом с ними есть воздушные полости. Различия в колебаниях трех сред эффективно активируют волосковые клетки — видимо, одна жидкость бы так не смогла.

В воде ушные раковины, во-первых, очень мешают эргономично перемещаться, так что у всех, кто живет в воде, они редуцированы. Во-вторых, ухо в воде уже окружено жидкостью — и та будет в него заливаться, если не закрывать наружный слуховой проход. В таких условиях разница физических свойств сред не имеет большого значения, потому что среда фактически одна.

Поэтому у китообразных наружный слуховой проход

, ушная раковина пропала, а главный уловитель и усилитель звуков — жировые подушки в основании нижней челюсти, по одной с каждой стороны, а вместо барабанной перепонки — костная барабанная пластинка.

У пакицета, который под воду еще не «переехал», ухо было еще вполне наземным, преображение началось примерно 45 миллионов лет назад с ремингтоноцетид и протоцетид, а дорудоны и базилозавры уже имели «морское» строение органа слуха.

Говорить под водой тоже не слишком удобно, ведь при этом надо либо выдыхать, либо (так умеют не все) вдыхать. Поэтому зубатым китам пришлась особенно кстати эхолокация (а усатые к ней не способны, они издают «обыкновенные» звуки): кроме того, что она заменяет зрение на глубине и обоняние в воде, она позволяет кричать, не открывая рта. Тут, как и со слухом, опять помогает жир. Полголовы у кашалота занимает линза из жира переменной плотности — мелон. Она усиливает и максимально широко распространяет звуковые волны, которые появляются в воздушных мешках под дыхалом.

Глазам в воде тоже пришлось поменяться. Помимо того, что эта среда преломляет свет не так, как воздух, она еще и поглощает довольно большую его часть, из-за чего с глубиной быстро падает освещенность.

Высмотреть что-то в таких условиях сложно, но можно. Для этого надо изменить форму глаза: сделать роговицу плоской, а хрусталик круглым (у нас наоборот). Кроме того, капризные колбочки в сетчатке, которым для работы нужна хорошая освещенность, замещаются более неприхотливыми палочками. Пусть вторые не обеспечивают такой же цветопередачи, она и не особенно нужна в мутной воде.

Воздушно-жировая машинерия для восприятия и генерации звуков в ходе эволюции все увеличивалась, носовые отверстия все отодвигались от передней части черепа к задней, и места для обонятельной системы оставалось все меньше. Ее изменения задели и тех, кто не пользуется мелоном и прочими структурами для эхолокации. У всех китообразных редуцировано и число обонятельных рецепторов, и их многообразие, и объем обонятельных луковиц.

Все это привело к тому, что усатые и зубатые киты (последние особенно) почти ничего не чуют. Но все-таки начисто они обоняния не лишились: поведенческие исследования показывают, что некоторые дельфины способны различать запах рыбы и морепродуктов, а усатые киты — зоопланктона. Учитывая, что обоняние — это в первую очередь способность воспринимать пахучие вещества, содержащиеся в воздухе, потеря не критичная: все равно искать пищу им надо в воде, а не над водой. Соответственно, и со вкусом у китообразных не густо: ощущать его особенно нечем, даже генов соответствующих рецепторов (за исключением рецепторов соленого) нет.

Проблема 3: морской водой не напьешься

Полсотни миллионов лет назад древнейшие киты вроде пакицета плавали в пресной воде, но уже через пять миллионов лет перебрались в море. Это вычислили по содержанию изотопа кислорода-18 в зубах ископаемых китообразных: чем больше его в объекте, тем чаще он контактировал с морской водой. В зубах ремингтоноцетов содержится столько изотопа кислорода-18, что становится ясно: их чаще использовали в морской воде, чем на суше или в воде пресной. Современные китообразные почти все морские — за исключением речных дельфинов.

«Переезд» из пресной воды в соленую — непростое приключение для почек. Они выводят соединения азота и некоторые минеральные ионы, но не в твердом виде, а в составе водного раствора. Почкам пресноводных и обычных наземных зверей можно производить мочу с концентрацией хлорида натрия 0,9 процентов по массе. Хотя при выведении такого раствора потеряется довольно много H₂O, нехватку последней можно быстро восполнить водой из реки, ручья или подобного источника.

В «усредненной» морской воде NaCl в четыре раза больше — 3,5 процента, то есть она заметно более концентрированная, чем моча. Поэтому, если пить только ее, избытки соли обычные почки вывести не смогут. Ее концентрация в жидкостях тела начнет повышаться, и это приведет к обезвоживанию.

Выход — делать такую мочу, чтобы концентрация солей в ней была выше, чем в морской воде. Это как раз умеют делать почки китообразных (а кроме них еще дюгоней, тюленей и каланов). По всей видимости, процессу способствует особая структура почек: они у китов не цельные, а скорее похожи на массивные грозди винограда, и это, как полагают, помогает увеличить общую длину и объем фильтрационных канальцев. Помогают, видимо, и гормоны вроде вазопрессина, но как именно, еще не очень ясно.

Тем не менее многие китообразные вообще избегают пить морскую воду либо пьют ее совсем понемногу. Они довольствуются той H₂O, которая содержится в пище или получается в разных реакциях в клетках. Более того, китам приходится постоянно от нее избавляться, ведь при каждой попытке поесть она сама заливается в рот.

Современные усатые киты, заглатывая очередную порцию планктона, отфильтровывают воду через серии роговых пластин — собственно, «усы» (кстати, они уникальны и не гомологичны ни зубам, ни другим составляющим головы китов) — и выбрасывают ее в районе задней части нижней губы. Китовый ус существует уже примерно 34 миллиона лет и был у одного из древнейших усатых китов — этиоцета (но и зубы тот еще сохранил).

Зубатые киты, чья добыча нередко крупнее, могут всосать ее и потом как бы отгородить языком от воды, а затем выбросить воду через полуприоткрытые челюсти (не через дыхало!). Конечно, это удобнее делать в воздух: так новые порции не затекут обратно. Правда, для этого надо подняться к поверхности.

В любом случае, сначала животные избавляются от излишков воды насколько могут, а потом уже глотают добычу. Но даже то небольшое количество жидкости, от которого не удается избавиться, нельзя допускать в дыхательные пути. У косаток для этой цели

мышцы гортани — не дают жидкости заливаться в трахею.

Проблема 4: никогда нельзя расслабляться

Любому организму постоянно кто-то или что-то угрожает: хищники, бескормица, холод или жара. Но настолько враждебной среды, как та, в которой находятся китообразные, редко встретишь. Она не поддерживает один из важнейших процессов жизнедеятельности — нормальный газообмен. Кислорода легкие из нее не способны добыть: для такого нужны жабры. Поэтому приходится периодически всплывать на поверхность.

Да, время между вдохами можно увеличить, но задерживать дыхание бесконечно невозможно. Так что в спячку китообразным впадать нельзя (кстати, это, в свою очередь, заставляет постоянно поддерживать высокую интенсивность метаболизма). Спать без задних ног тоже рискованно: в состоянии, когда все чувства приглушены, можно пропустить момент, когда уже понадобится подняться за очередной порцией кислорода.

Китообразные, а также ластоногие, нашли выход — изменили структуру сна. Стадия быстрых движений глаз (REM-сон) у них на электроэнцефалограммах (ЭЭГ) никогда не проявляется, хотя ее поведенческие проявления, такие как эрекция, подергивания мышц и век, имеются.

Остался медленноволновой сон. Его регистрируют то в одном полушарии, то в другом. Получается, что мозг китов никогда не спит полностью. Это позволяет им сохранять постоянный контроль над дыхалом: по каким-то причинам китообразные, видимо, не могут подобно людям дышать «бессознательно». Интересно, что при однополушарном сне животное не обязательно закрывает глаз, которым руководит покоящаяся половина мозга.

Если учесть, что мы видим сны в основном во время REM-сна, получается, что китам ничего не снится. Еще есть предположения, что эта стадия необходима для повторения и укрепления воспоминаний (их перевода в долговременную память). Но китообразным ее отсутствие будто бы не мешает запоминать информацию: известно, что афалины узнают друг друга по голосам даже после двадцати лет разлуки.

Что сподвигло китообразных покинуть сушу, мы точно не знаем — но понятно, что процесс это был непростой и энергозатратный. Кроме перечисленных проблем, китам пришлось еще как минимум решать задачи терморегуляции и экономичного движения в воде.

В этом они, кстати, не уникальны. Кроме китов к полностью водному образу жизни перешли другие млекопитающие — сирены. У них приспособления немного иные хотя бы потому, что они гораздо чаще китообразных встречаются в пресной воде.

В преображении китов навряд ли стоит усматривать какой-то умысел. Маловероятно, что первые представители этой группы, еще четвероногие, собирались преодолевать колоссальные трудности и кардинально меняться. Был ли у китообразных выбор не уходить в воду, мы не знаем. Скорее всего, все шло своим чередом, адаптации появлялись как появляются — и в какой-то момент (не сразу, правда, а через десятки миллионов лет) на смену сухопутным «оленькам» и «мини-бегемотам» пришли гигантские океанические пожиратели криля и ныряющие на сотни метров борцы с кальмарами. В любом случае, приспособления китов показывают: кем бы ты ни был, при должном количестве времени можно кардинально измениться для новой жизни.

Светлана Ястребова

Интерактивный урок для обучающихся
9-11 классов «Биология и эволюция китообразных»

Занятие предназначено для проведения урока по биологии
в старших классах, может быть интегрировано в следующие темы: эволюция животного
мира, разнообразие млекопитающих, идиоадаптация и др. Кроме того, можно провести
данный урок в рамках работы биологических и экологических объединений дополнительного
образования. 

Сценарий урока

Материально-техническое обеспечение: компьютер
учителя, медиапроектор с экраном или интерактивная доска, компьютеры/планшеты/смартфоны
для обучающихся (по возможности), доступ в интернет.

Урок построен в виде семинарского занятия с элементами
практической работы в виде выполнения двух интерактивных заданий.

Слайд 1. Сегодня мы познакомимся с удивительным
миром китов и дельфинов. Эти животные живут в морях, океанах, а некоторые – в пресноводных
озёрах и реках. И несмотря на то, что они всю свою жизнь проводят в воде, не выходя
на сушу, имеют обтекаемую торпедообразную форму тела, напоминающую рыбу, являются
самыми настоящими теплокровными млекопитающими. Мы знаем много фактов и мифов об
этих удивительных животных! Так давайте рассмотрим особенности китообразных, их
происхождение и удивительные способности на нашем занятии.

Слайд 2. Рассмотрим таксономическое положение китообразных.
Как уже говорилось выше, все китообразные относятся к классу Млекопитающие. Как
лисы, волки, лошади, приматы, коровы и человек. Дельфины и киты выделены в отдельный
отряд – CETACEA – китообразные. Китообразные в свою очередь делятся на два подотряда
– УСАТЫЕ и ЗУБАТЫЕ киты. К усатым китам относятся гигантские млекопитающие, имеющие
особые приспособления в ротовой полости, называемые китовый ус. С помощью него киты
отфильтровывают воду и питаются мелкими рачками, рыбой. Зубатые киты — самые настоящие
хищники. Своими острыми зубами они легко ловят рыбу, головоногих моллюсков, а некоторые,
такие как плотоядые косатки — тюленей и даже китов. Представителями подотряда усатых
китов являются такие животные как  — синий кит (самое большое млекопитающее на земле),
гренландский кит, финвал, серый кит, горбач и другие. Зубатые же киты делятся на
4 семейства: дельфиновые, морские свиньи, клюворылы и кашалоты. Посмотрите на картинки
и скажите по каким признакам разные зубатые киты отнесены в разные семейства?

Слайд 3 А теперь посмотрим филогенетические ряды
современных млекопитающих. На данном рисунке видно, какие животные ближе всего друг
другу. Если такую картинку рассмотреть поближе, то становится понятно, что китообразные
— родственники копытным животным, а самым близким родственником является бегемот!
При этом мы знаем, что все копытные животные являются травоядными, а вот киты и
дельфины стали хищниками. 

Слайд 4. Как же это произошло? Дело в том, что
предок дельфинов и китов был обитателем суши и даже возможно травоядным. Но после
он стал вести сначала околоводный, а впоследствии и водный образ жизни. В океане
биомасса животных организмов достаточно высока, растения присутствуют только в зонах
с доступом солнечного света. Видимо поэтому предки китов изменили свои пищевые предпочтения
и стали питаться животными.

Слайд 5. А вот и первый достоверно известный предок
современных китообразных. Встречайте – ПАКИЦЕТУС. Останки этих млекопитающих с признаками
китообразных впервые появляются в отложениях начала среднего эоцена. Первым из них
был Pakicetus из семейства Protocetidae, водное животное продолговатой формы
с редуцированными задними конечностями и длинной мордой. По-видимому, он был еще
вполне способен передвигаться по суше, но значительную часть времени проводил в
воде. С китами пакицетуса роднит устройство уха: слуховая булла пакицетуса, как
и у кита, образовалась исключительно из барабанной кости. Форма ушной области пакицетуса
весьма необычна и находит аналоги только у китообразных. 

Слайд 6. Следующей важной эволюционной формой китообразных
стал ПЕРЕГОЦЕТУС. Посмотрите, он уже имел перепонки на конечностях, прекрасно плавал,
вытянутыми челюстями с острыми зубами легко ловил рыбу. Но при этом для отдыха он
все же выбирался на сушу.

Слайд 7. Посмотреть, как изменялась морфология
китообразных в процессе эволюции можно на данной картинке. Обратите внимание, что
помимо изменения формы тела, конечностей, головы животные изменяли и свои размеры.
Так первый предок в сравнении с фигурой человека выглядит как большая собака, а
позже размеры стали значительно увеличиваться. Посмотрите на современную косатку
– этот зубатый хищник имеет очень впечатляющие размеры!

Слайд 8. Как видите 50 миллионов лет – это достаточный
срок для очень заметных изменений только одной ветви млекопитающих! Представьте,
что будет с нами и с китообразными еще через 50 миллионов лет! 

Дети могут
пофантазировать, применяя законы эволюции, конечно, как будет выглядеть
животный мир в будущем и какова роль антропогенных факторов, влияющих на эту
эволюцию.

Слайд 9. А теперь рассмотрим особенности биологии
китообразных. Как вы уже узнали, эти животные постоянно живут в воде, не выходят
на сушу. Поэтому им пришлось преодолеть несколько трудностей, сопряженных с жизнью
в воде. Животные научились быстро двигаться в водной среде, спать, дышать, осуществлять
терморегуляцию, общаться друг с другом, спариваться, рожать и выкармливать детёнышей,
ориентироваться в пространстве, глубоко нырять.

Слайд 10. Все вы видели дельфинов в кино или в
природе. Насколько легко, стремительно и грациозно плывут эти животные! Посмотрите
видеофрагмент, на котором показано движение дельфинов-белобочек. Как можно охарактеризовать
их движение? Какие органы задействованы у дельфинов для осуществления движения?
Конечно, китообразные имеют очень хорошие приспособления для этого: широкую лопасть
хвоста и развитые мышцы, обтекаемую форму тела, гладкую, постоянно обновляющуюся
кожу. А какие приспособления может применить человек, чтобы плавать как дельфин?
(ласты, облегающий костюм для плавания, движение «дельфином»)

Слайд 11. У всех китообразных есть удивительная
способность спать под водой не так, как это делают наземные млекопитающие и человек.
Ведь когда человек или животное спит ритмы обоих полушарий мозга замедляются, мы
не контролируем многие процессы, как бы находясь без сознания. У нас есть парадоксальный
сон – мы видим сны и даже можем двигаться во сне. Китам и дельфинам нельзя отключаться
полностью, ведь процесс их дыхания должен быть контролируемым. Китообразные дышат
атмосферным воздухом и для дыхательного акта им надо всплыть на поверхность. Но
если они полностью заснут, то погибнут от асфиксии (задохнутся) или утонут. Поэтому
киты и дельфины спят только наполовину, то есть, когда одно полушарие их мозга спит
– другое бодрствует, а через какое-то время меняются – засыпает бодрствующее полушарие,
просыпается спящее. Таким образом, эти животные постоянно контролируют своё дыхание
и окружающую среду. Кроме того, у них отсутствует парадоксальный сон!

Слайд 12. В воде сложно оставаться теплым, тело
очень быстро охлаждается. А как же киты решили эту проблему? Ведь у них отсутствует
шерстный покров. Дело в том, что у китообразный очень развит слой подкожного жира.
Так, у гренландского кита толщина жирового слоя может составлять 40см! Но хорошо,
если ты живешь в высоких широтах, там в основном холодно. А как же быть животным,
обитающим в тропической зоне, или нашим черноморским дельфинам в летний период?
Из-за жира они могут перегреться. Но китообразные решили и эту проблему. В их плавниках,
особенно в спинном и хвостовом, есть особые кровеносные сосуды, называемые КОМПЛЕКСНЫЕ,
и отсутствует жировой слой, то есть они легко охлаждаются. Они-то и осуществляют
терморегуляцию. Как? Комплексный сосуд представляет из себя комплекс артерий и вен.
При этом артерия окружена сетью из венозных сосудов (см. рисунок). Венозная кровь
плавника охлаждается в незащищенном жиром плавнике и в свою очередь охлаждает артерию,
которая несет уже охлажденную кровь в тело. Нормальная температура тела кита составляет
37⁰С (как у человека).

Слайд 13. Вода в океане не везде прозрачная, да
и в глубине мало света, а в реках и озёрах, где живут пресноводные дельфины вода
бывает чрезмерно мутной. В мутной воде и в тёмных глубинах для восприятия окружающей
среды зрение играет второстепенную роль. Первостепенное значение для
ориентации в воде имеет эхолокация, так как акустические характеристики подводной
среды очень благоприятны. Эхолокация – это прием акустических сигналов, отраженных
от различных объектов. Дельфины, посредством эхолокации способны различить довольно
тонкую проволоку, уловить движение рыбы или сородичей и даже определить внутреннюю
структуру предмета. Как настоящий УЗИ аппарат! Для дельфинов не составляет труда
обнаружить в воде очень мелкие шарики (три миллиметра в диаметре) и отличить их
материал. Для этих целей у дельфинов сложная комбинация различных органов. Звук
они издают воздушными полостями в верхних дыхательных путях, далее сигнал концентрируется
в особом жировом органе в области лба МЕЛОНЕ, получается направленный устойчивый
звук. Отраженный от объекта сигнал дельфин принимает нижней челюстью, в которой
есть жировой канал, отлично проводящий звук. Далее сигнал попадает через акустическое
окно во внутреннее ухо, где преобразованный импульс попадает в центральную нервную
систему и анализируется.

Слайд 14. В результате постоянного нахождения в
воде дельфин вынужден дышать, не выходя для этого на сушу. И да, китообразные дышат
атмосферным кислородом, органом дыхания являются лёгкие. Поэтому вся его жизнь между
дыхательными актами проходит на задержке дыхания. Китообразные контролируют акт
вдоха/выдоха и делают это сознательно. Ведь если животное случайно сделает вдох
под водой – оно утонет. Что бы не менять положение тела в пространстве во время
дыхательного акта нос дельфина в процессе эволюции переместился с морды на спину.
Дыхательное отверстие называется дыхало, а морда – рострум. Выдыхая, китообразные
освобождают от газа почти весь объём лёгких, поэтому их фонтан содержит много органических
примесей: клетки эпителия, гормоны и ферменты, микроорганизмы.

Слайд 15. Зрение у дельфинов тоже своеобразное.
Они неплохо видят в прозрачной воде и на воздухе. Но в разных средах у них меняется
кривизна глазного яблока, приспосабливаясь к воздушной или водной среде. И зрачок
у китообразных удивительный – он подковообразной формы.

Слайд 16. Еще одна важная задача, связанная с дыханием
– нырять глубоко и надолго. Рекорды современного фридайвинга – ныряние на глубину
до 130м в моноласте, а с большим грузом – 214 м, задержка дыхания на 11 минут –
являются нормой для большинства дельфинов и усатых китов. Но некоторые виды, специализирующиеся
на питании глубоководными кальмарами – рекордсмены среди китообразных. Например,
кашалот может нырять на глубины более 2.5 км и находиться под водой полтора часа.

Слайд 17. Как избегают кессонной болезни животные,
которые постоянно ныряют: тюлени, пингвины, киты? Этот вопрос давно интересовал
физиологов, и они, разумеется, нашли объяснения: пингвины ныряют ненадолго, тюлени
перед погружением выдыхают, у китов воздух на глубине выдавливается из легких в
большую несжимаемую трахею. А если в легких нет воздуха, то азот не попадает в кровь.
Еще одно объяснение отсутствия у китов кессонной болезни предложили недавно специалисты
из Университета Тромсё (University of Tromsø) и Университета Осло (University
of Oslo). По мнению ученых, китов защищает разветвленная сеть тонкостенных артерий,
снабжающая кровью головной мозг.

Эту обширную сосудистую сеть, которая занимает значительную
часть грудной клетки, пронизывает позвоночник, область шеи и основание головы китообразных,
впервые описал в 1680 году английский анатом Эдвард Тайсон в труде «Анатомия морской
свиньи, вскрытой в Грешем-колледже; с предварительным обсуждением анатомии и естественной
истории животных», и назвал ее чудесной сетью — retia mirabilia. Впоследствии
эту сеть описывали разные ученые у разных видов, в том числе у бутылконосого дельфина
Tursiops truncates, нарвала Monodon monoceros, белухи Delphinapterus
leucas и кашалота Physeter macrocephalus. Исследователи выдвигали разные
предположения о функциях чудесной сети, самая популярная заключается в том, что
она регулирует артериальное давление.

Относительно толстые артерии, образующие видимую невооруженным
глазом сеть, дробятся на множество мельчайших сосудов, которые сообщаются друг с
другом через тонкостенные синусы. Эти сосудистые структуры утоплены в жировую ткань.
Именно через эту сеть проходит кровь, поступающая в мозг.

В стенках артерий сети мало мышечных клеток, и они не
иннервируются, т. е. просвет сосудов всегда постоянен. Но исследователи отмечают,
что он и не нуждается в регуляции, поскольку мозгу необходимо постоянное количество
крови.

Общая площадь сечения всех сосудов и сосудиков так велика,
что скорость течения крови в сети падает почти до нуля, что существенно увеличивает
возможности обмена между кровью и окружающей жировой тканью через сосудистую стенку.
Исследователи предположили, что у выныривающих китообразных азот из перенасыщенной
крови диффундирует в жир, в котором он растворим в шесть раз лучше, чем в воде.
Таким образом диффузия в retia mirabilia предотвращает образование азотных
пузырьков, которые могут достичь мозга и вызвать кессонную болезнь.

Среди работ, на которые ссылаются норвежские исследователи,
есть и статья ведущего научного сотрудника Тихоокеанского океанологического института
им. В. И. Ильичева ДВО РАН Владимира Васильевича Мельникова, который в 1997 году
вскрывал кашалота.

Он пишет, что retia mirabilia у
кашалота развита сильнее, чем у других китообразных (разумеется, тех, которых анатомировали).
А ведь именно кашалот — чемпион среди китообразных по глубине и длительности погружения.
Возможно, этот факт косвенно подтверждает гипотезу норвежских ученых.

Фото из статьи: Arnoldus
Schytte Blix, Lars Walløe and Edward B. Messelt. On
how whales avoid decompression
sickness and why they sometimes strand // J. Exp Biol, 2013,
doi:10.1242/ jeb.087577.

Слайд 18. Как и все млекопитающие китообразные
вскармливают своих детёнышей молоком. Молоко у них очень жирное и питательное, по
составу сильно отличается от коровьего молока. И китята, и дельфинята на таком молоке
растут очень быстро! Для продукции молока самка имеет парные молочные железы, расположенные
в специальных складках кожи на животе. Когда детеныш прикасается к молочной железе
она открывается и молоко впрыскивается ему в рот под давлением. Акт сосания отсутствует.
Длительность вскармливания детёнышей зависит от вида китообразным. 

Слайд 19. А теперь давайте познакомимся с представителями
китообразных Чёрного моря. В Черноморских водах России обитает три вида китообразных.
И все они в той или иной степени являются уязвимыми, то есть численность их заметно
снижается. Черноморская афалина — самый большой черноморский дельфин — длина
тела может достигать 3,5 м, вес 150-350 кг. Окрас серый, рострум средней длины,
серповидный (загнутый) спинной плавник, округлые формы тела. Часто встречаются в
стаях 5-10 особей и больше. Афалины относятся к виду под угрозой исчезновения, статус
в Красной книге РФ — редкий. Дельфин-белобочка средний по размеру черноморский
дельфин — длина тела  может достигать 2,4 метра, вес 100-130 кг. На боках ярко выраженный
белый окрас. Длинный рострум, треугольный спинной плавник серповидной формы (слегка
загнут), более заостренные формы тела по сравнению с афалиной. Часто встречаются
в больших стаях 15-30 особей и больше. Белобочка относится к редкому виду и занесена
в Красную книгу республики Крым. Черноморская морская свинья, или азовка —
самое маленькое китообразное Черного моря — длина тела может достигать 1,8 метра,
вес 30-60 кг. Иногда азовку принимают за детёнышей более крупных дельфинов! Окрас
у них темный, нет выраженного рострума, как у других китообразных, спинной плавник
треугольный – похож на крышу домика, не загнутый, формы тела округлые. В основном
встречаются по одиночке или в небольших стаях 2-5 особей. Азовка относятся к виду
под угрозой исчезновения, статус в Красной книге РФ — редкий. 

Как отличить разные виды дельфинов при наблюдении за ними
в природе? Особенно если дельфины «стесняются» и не показываются из воды? Здесь
поможет знание о форме их плавников. У азовки – треугольник в виде домика, у афалины
– серповидный сильно загнутый, у белобочки – слегка загнутый серповидный, часто
со светло-серым пятном. А еще поведение дельфинов: афалины — грациозные и неторопливые,
белобочки – быстрые как ракеты, шустрые, азовки – самые стеснительные и пугливые. 

Слайд 20. А теперь давайте проверим, сможете ли
вы узнать на фото дельфинов и китов, относящихся к разным видам. Зайдите в игру
по ссылке или с помощью QR- кода. Ну как, какие получились результаты. При
необходимости педагог проходит игру на демонстрационном экране вместе со всеми
учащимися.

Слайд 21. Обобщим полученные знания и проверим
себя с помощью увлекательной викторины «Кто хочет стать миллионером». Победители
получат миллион … аплодисментов! При необходимости педагог проходит игру на демонстрационном
экране вместе со всеми учащимися.

Слайд 22. Благодарим за внимание! Спрашиваем, какие
остались у ребят вопросы и отвечаем на них.

Информация для педагога:

Вы можете помочь нам в разработке занятий.
Для этого пройдите, пожалуйста по ссылке и ответьте на вопросы:

https://forms.gle/tnWk7LcW43v95o6dA

Китообразные (киты, дельфины, морские свиньи) происходят от сухопутных предков, о чём свидетельствуют многие их признаки:

• дыхание атмосферным воздухом с помощью легких,
• кости плавников китообразных напоминают кости конечностей наземных млекопитающих,
• движение хвоста и изгибание позвоночника в вертикальной плоскости более характерно для бегущего млекопитающего, чем для плывущей рыбы, изгибающейся обычно в горизонтальной плоскости.

Вопрос о том, как наземные млекопитающие эволюционировали в морских, долгое время оставался загадкой из-за отсутствия ископаемых останков переходных видов. Однако благодаря открытию пакицетуса в 1992 году стало возможным прояснить ряд вопросов и увидеть стадии перехода наземных животных в морских.

Предки китообразных

Традиционные взгляды на эволюцию китообразных состояли в том, что их ближайшими родственниками и, вероятно, предками являлись мезонихии — вымерший отряд хищных копытных, которые напоминали волков с копытцами вместо когтей и были сестринской группой парнокопытных. Эти животные имели зубы необычной конической формы, похожие на зубы китообразных. В частности из-за этого учёные долгое время считали, что китообразные произошли от некой предковой мезонихии. Однако новые молекулярно-генетические данные свидетельствуют о том, что китообразные — близкие родственники парнокопытных, в частности, гиппопотамов^[1]. На основе этих данных предлагается даже включать китообразных в состав отряда парнокопытные и предлагается название Cetartiodactyla для монофилетического таксона, включающего две эти группы. Однако наибольший возраст известных ископаемых остатков антракотериев, предков бегемотов, на несколько миллионов лет меньше, чем возраст Pakicetus, наиболее древнего из известных предков китов.

Недавнее открытие рода Pakicetus, наиболее древнего из известных «прото-китоообразных», подтверждает молекулярные данные. Строение скелета Pakicetus показывает, что киты не являются прямыми потомками мезонихид. Напротив, предки китов отделились от парнокопытных и перешли к водному образу жизни уже после того, как сами парнокопытные отделились от общих с мезонихидами предков. Таким образом, прото-китообразные были ранними формами парнокопытных, которые сохранили некоторые характерные для мезонихид признаки (коническую форму зубов), утраченные современными парнокопытными. Интересно, что самые ранние предки всех копытных млекопитающих были, вероятно, частично плотоядными или «мусорщиками».

Самые ранние животные из семейства китовых: Pakicetids или Indohyus?

Пакицетиды были копытными животными, иногда их классифицируют как ранних китов^[2][3]. Они жили на территории современного Пакистана (откуда и название — «кит из пакистана») в раннем эоцене, около 50 млн лет назад. Это было животное, внешне напоминавшее собаку, однако с копытами на пальцах и с длинным тонким хвостом. С китами пакицетуса роднит устройство уха: слуховая булла пакицетуса, как и у кита, образовалась исключительно из барабанной кости. Форма ушной области пакицетуса весьма необычна и находит аналоги только у китообразных. Первоначально предполагалось, что ухо пакицетуса было приспособлено для жизни под водой, однако, как показали дальнейшие исследования, уши пакицетуса подходят только для воздушной среды, и если пакицетус действительно предок китов, то возможность слышать под водой была позднейшей адаптацией уже имевшегося слухового аппарата^[4]. Как утверждает Тевиссен, зубы пакицетуса также напоминают зубы ископаемых китов^[5].

Тевиссеном было также обнаружено, что схожее устройство уха наблюдалось в окаменелостях небольшого, похожего на оленя животного индохиуса. Индохиус обитал около 48 млн лет назад в Кашмире^[3]. Это небольшое — размером с домашнюю кошку — травоядное животное обладало некоторыми чертами, сближающими его с китами и свидетельствующими об адаптации к водной среде. В их числе — толстая и тяжёлая костная оболочка, напоминающая костную оболочку некоторых современных полуводных животных, таких как гиппопотамы^[6][1], что способствует уменьшению плавучести и как следствие, позволяет оставаться под водой. Это позволяет предположить, что индохиус, подобно современному водяному оленьку, нырял под воду, чтобы укрыться от хищника^[7][8][9].

Амбулоцетиды и ремингтоноцетиды

Наиболее примечательным из древних китов является Амбулоцетус, известный из эоцена Пакистана. Внешне это млекопитающее походило на трёхметрового крокодила. Амбулоцетус был полуводным животным: его задние лапы лучше приспособлены для плавания, нежели для ходьбы по суше. Вероятно, он плавал, изгибая тело в вертикальной плоскости, как современные выдры, тюлени и киты. Предполагается, что амбулоцетиды охотились подобно современным крокодилам, подстерегая в засаде рыб и пришедших на водопой животных.

Близкими родственниками амбулоцетуса были ремингтоноцетиды. Представители этого семейства были мельче по размеру, имели более удлинённую морду и были лучше приспособлены к подводной жизни. Предполагается, что образом жизни они напоминали современных выдр, охотясь из засады на рыб.

У представителей обеих групп ноздри располагались на конце морды, как у наземных млекопитающих.

Протоцетиды

Протоцетиды образуют крупную и разнообразную группу, известную по находкам в Азии, Европе, Африке, и Северной Америке. Данное семейство включает в себя большое количество родов, некоторые из них довольно хорошо изучены (например, родоцетус, известный из третичных отложений Белуджистана). Все известные протоцетиды обладали хорошо развитыми передними и задними конечностями, которые могли поддерживать тело на земле; вероятно, они вели амфибиотический образ жизни, обитая как в водной среде, так и на суше. Пока не ясно, имелся ли у протоцетид хвостовой плавник, как у современных китообразных, однако очевидно, что они были неплохо приспособлены к водному образу жизни. Например, крестец — часть позвоночника, к которой крепится таз — у родоцетуса состоял из пяти раздельных позвонков, в то время как позвонки в крестце наземных млекопитающих слиты. Носовые отверстия сдвинулись у протокетид вверх по рылу — это является первым шагом к расположенным на макушке ноздрям нынешних китообразных. Версия об амфибийной природе протоцетид подкреплена находкой беременной самки майацетуса^[10] с окаменевшим плодом, повёрнутым головой к выходному отверстию. Это заставляет предположить, что роды у майацетуса проходили на суше — в противном случае детёныш имел шансы захлебнуться.

О происхождении ранних китов от копытных говорят такие особенности, как, например, наличие копыт на концах пальцев у родоцетуса.

Базилозавриды и дорудонтиды: полностью морские китообразные

Базилозавр (обнаруженный в 1840 г. и первоначально принятый за рептилию, чем объясняется «рептильное» имя) и дорудон жили приблизительно 38 миллионов лет назад и представляли собой чисто морских животных. Базилозавр был столь же велик, как крупные современные киты, достигая порой 18 метров в длину. Дорудонтиды были несколько меньше, до 5 метров.

При всём сходстве с современными китами, у базилозаврид и дорудонтид отсутствовал лобно-жировой выступ, так называемая «дыня», позволяющая ныне существующим китообразным эффективно использовать эхолокацию. Мозг базилозаврид был сравнительно небольшого размера, из чего можно предположить, что они вели одиночный образ жизни и не имели такой сложной социальной структуры, как у некоторых современных китообразных. В связи с переходом к чисто водному образу жизни у базилозаврид наблюдается деградация задних конечностей — они, хотя и хорошо сформированы, но невелики и уже не могут использоваться для передвижения. Впрочем, возможно, они играли вспомогательную роль при спаривании. Тазовые кости базилозаврид уже не связаны с позвоночником, как это было у протоцетид.

Появление эхолокации

Зубатые киты (Odontocetes) осуществляют эхолокацию, создавая серию щелчков на различных частотах. Звуковые импульсы излучаются посредством лобной дыни, отражаются от объекта и регистрируются с помощью нижней челюсти. Изучение черепов Squalodon позволяет предположить первичное возникновение эхолокации именно у этого вида. Squalodon жил с начала среднего олигоцена до середины миоцена, около 33—14 миллионов лет назад, и имел ряд признаков, сходных с современными зубатыми китами. Так, например, сильно сплюснутый череп и вынесенные челюстные дуги наиболее характерны для современных Odontoceti. Несмотря на это, возможность происхождения современных дельфинов от Squalodon считается маловероятной.

Ранние усатые киты

Ранние дельфины

См. также «Дельфины, Развитие и анатомия (англ.)»

Скелетное развитие

Примечания

Ссылки

• Cetacean Paleobiology — University of Bristol
• BBC: Whale’s evolution
• Hooking Leviathan by Its Past by Stephen Jay Gould
• Whale Origins, Thewissen Lab, Northeastern Ohio Universities College of Medicine
• Digital Library of Dolphin Development, Thewissen Lab
• Research on the Origin and Early Evolution of Whales (Cetacea), Gingerich, P.D., University of Michigan
• Evolution of Whales Adapted from National Geographic, November 2001, Revised 2006 Dr. J.G.M. Thewissen
• Pakicetus inachus, a new archaeocete (Mammalia, Cetacea) from the early-middle Eocene Kuldana Formation of Kohat (Pakistan). Gingerich, P.D., 1981, Museum of Paleontology, The University of Michigan
• Skeletons of terrestrial cetaceans and the relationship of whales to artiodactyls, Nature 413, 277—281 (20 September 2001), J. G. M. Thewissen, E. M. Williams, L. J. Roe and S. T. Hussain
• Evolution of Whales segment from the Whales Tohorā Exhibition Minisite of the Museum of New Zealand Te Papa Tongarewa
• журнал membrana: Первые киты с ногами определили стиль плавания всех китов

Китообразные

Вторичноводные млекопитающие.

Китообразные — близкие родственники парнокопытных, в частности, гиппопотамов.

Особенности внешнего строения Китообразных

Особенности внутреннего строения Китообразных

1) сальные и потовые железы отсутствуют

2) зубы не дифференцированы или отсутствуют. У беззубых китов развился китовый ус — ороговевшие пластины на небе, являющиеся цедильным аппаратом

3) ключиц нет

4) большая ёмкость (объем) лёгких

5) наличие клапанов, закрывающих ноздри

6) высокая концентрация миоглобина в мышцах

7) высокая концентрация гемоглобина в крови

толстый слой подкожного жира

9) задние конечности исчезли

Дыхало — дыхательное отверстие у китообразных, находящееся, как правило, на самом верху головы и представляющее собой видоизменённые и смещённые на макушку носовые отверстия (ноздри). У всех китообразных дыхало снабжено клапаном, благодаря которому плотно закрывается при погружении животного и открывается при его всплытии. Когда кит поднимается на поверхность, выдыхаемый им воздух, насыщенный водяным паром, соприкасаясь с холодным наружным, образует столб пара (так называемый фонтан). Форма фонтана различается в зависимости от вида кита.

Под водой дыхательные отверстия закрываются двумя маленькими клапанами, а так как воздушный проход не соединен со ртом, нет опасности, что вода попадет в легкие.

Детеныш рождается под водой. Сразу после появления на свет малыш всплывает и делает глубокий вдох, максимально наполняя легкие кислородом.

Примеры заданий формата ЕГЭ по биологии

Какие особенности строения скелета позвоночного животного, изображенного на рисунке, доказывают его наземное происхождение? Приведите доказательства. С какой группой современных позвоночных животных у него проявляется сходство во внешнем строении? Как называется эволюционный процесс, в результате которого сформировалось это свойство? Ответ обоснуйте.

Известно, что вторичноводные млекопитающие (дельфины, киты) обладают значительными запасами жира. Объясните, в чем заключается их адаптивное значение.

1. Окунь — первичноводное животное, кит — вторичноводное животное. 2. У первичноводных животных есть органы боковой линии, воспринимающие давление, направление движения, скорость течения воды. 3. Передние конечности кита превратились в грудные плавники 4. Задние конечности кита видоизменены в хвостовой плавник. 5. У окуня и кита жаберное дыхание. 6. У китов к крестцовому отделу позвоночника прикреплены тазовые кости.

Просмотров: 5266

Доказательства эволюции

Автор статьи — Л.В. Окольнова.

Гипотеза становится теорией, когда есть доказательства. И у эволюционной теории таких доказательств много.

Интерпретация этих фактов — совсем другое дело, здесь ученым предстоит еще очень много поработать….

Самые первые доказательства, с которыми столкнулись ученые — палеонтологические.

Палеонтология занимается останками — костями, отпечатками и т.д.

Откуда мы знаем, что раньше млекопитающих не было и миллионы лет назад по планете бродили динозавры? По найденным костям, реже — по целым скелетам.

А как человечество узнало о древних беспозвоночных или о растениях того периода? По отпечаткам, фрагментам тканей, окаменелостям и т.д.

Дальше ученые столкнулись с тем, что довольно много признаков, присущих как близким, так и отдаленным предкам, проявляются и у современных организмов.

Морфологические доказательства эволюции

Во-первых, это гомологичные и аналогичные органы.

Гомологичные органы — имеют общее происхождение.
Аналогичные — различное, но внешне похожи.

Прежде, чем мы разберем критерии этих органов и примеры, давайте рассмотрим два пути, по которым шла эволюция.

Путь №1 — дивергенция.

В переводе это слово означает “расхождение”, “отклонение”.

Представим, что когда-то существовал один вид какого-то животного. Затем какая-то группа особей этого вида решила освоить новую территорию. На этой территории были новые условия и под их воздействием вид менялся, эволюционировал, приобретал новые признаки. В результате, его органы немного видоизменились.

Так появились гомологичные органы.

Путь №2 — конвергенция

В переводе — “сближение”,” объединение”.

Представим, что существуют два разных типа животных. Но условия обитания у них одинаковые (например, водная или воздушная среда). Соответственно, они развиваются, эволюционируют, вырабатывают
приспособления к данной среде обитания. Эти приспособления (органы) будут очень схожи, но происхождение у них все же будет разное.

Мы получаем аналогичные органы.

Во-вторых, это атавизмы и рудименты.

Информации об этом есть очень много, здесь мы разберем суть их отличий:

Эмбриологические доказательства

Если посмотреть на развитие зародышей некоторых млекопитающих, то на ранних стадиях видны сходства, которые просто удивляют. Изучение этих сходств позволило ученым сделать определенные выводы.

Одним из таких ученых был немецкий ученый Карл Бэр.

Ирония ситуации в том, что сам ученый отвергал теорию Дарвина, однако теперь его труды используются для доказательства эволюционной теории

“ на ранних этапах развития обнаруживается поразительное сходство в строении зародышей животных, относящихся к разным классам (при этом эмбрион высшей формы похож не на взрослую животную форму, а на её эмбрион…” К.Бэр

Позже этот вывод был переформулирован Эрнстом Геккелем:

Онтогенез (индивидуальное развитие) живого организма повторяет его филогенетическое (историческое) развитие.

Биогеографические доказательства

Географическое распространение животных и растений соответствует их эволюционной истории.

Например, видовой состав многих островов определялся географической изоляцией.
В Австралии, например, можно встретить животных, которых нет на континенте — эндемики.
Есть даже палеоэндемики — “живые ископаемые” — в других местах они вымерли, но изолированных местах остались.

Биохимические доказательства эволюции

• молекула ДНК хранит в себе информацию о филогенезе организма; в ней зафиксирована как наследственность, так и изменчивость.
• общий химический (органический и неорганический) состав,
• генетический код является общим для всего живого: и для прокариотов — бактерий, и для эукариотических организмов.
• процесс гликолиза — одинаковый для всех эукариотических систем и молекула АТФ — общий “поставщик энергии” для всего живого

Пути эволюции

В своих работах советский ученый Северцов А.Н. выделил понятия биологического прогресса и регресса.

Биологический прогресс подразумевает победу вида в борьбе за существование. Биологический прогресс характеризуется следующими признаками:

• Численность вида увеличивается
• Ареал расширяется
• Смертность особей уменьшается
• Рождаемость увеличивается
• Происходит процветание вида

Основными направлениями биологического прогресса являются:

• Ароморфоз (греч. airomorphosis — поднимаю форму)

Ароморфоз представляет собой прогрессивное эволюционное преобразование, повышающее уровень организации организмов.
В результате ароморфоза становится возможным освоение новых, ранее недоступных для жизни, территорий. К примеру,
теплокровность птиц позволила им заселить места с холодным климатом.



• Идиоадаптация (греч. ídios — свой, своеобразный, особый)

Идиоадаптация подразумевает незначительные, частные изменения в строении и функциях организма, которые помогают
приспособиться к условиям среды обитания. Идиоадаптации существенно не повышают уровень организации.



• Общая дегенерация (лат. degenero — вырождаться, перерождаться)

Общей дегенерацией называют упрощение организации, которое заключается в утрате отдельных органов и систем органов.
У многих этот пункт вызывает внутреннее противоречие: как общая дегенерация может относиться к биологическому прогрессу?

На самом деле, если орган или система органов не нужна организму в его условиях обитания — то зачем она? Эта система
может исчезнуть и освободить место для других, более полезных в данных условиях, органов.

У многих паразитов отсутствуют различные органы, к примеру, у ленточных червей нет пищеварительной системы. А зачем она
им, когда пища в кишке, где они обитают, уже переварена и расщеплена организмом хозяина?

Биологический регресс характеризуется признаками, противоположными биологическому прогрессу:

• Численность вида уменьшается
• Ареал сужается
• Смертность особей возрастает
• Рождаемость уменьшается
• Происходит вымирание вида

Главная причина биологического регресса в том, что скорость эволюции вида отстает от скорости изменения внешней среды, эволюции других видов: это несоответствие снижает приспособленность организмов. Часто деятельность человека молниеносно
меняет окружающую среду: далеко не все виды могут приспособиться к этому, происходит вымирание.

Сравнительно-анатомические доказательства эволюции

Изучение строения органов и их эволюционных изменений у различных групп организмов является основой выявления сравнительно-анатомических доказательств эволюции. Яркими примерами анатомических доказательств эволюции являются гомологичные
и аналогичные органы.

• Гомологичные органы (гомология, от греч. homo(s) — равный, одинаковый)

Такие органы развиваются из одних и тех же зародышевых листков, имеют общий план строения, но выполняют разные функции.
Это связано с тем,
что животные освоили разные среды обитания, из-за чего происходит дивергенция (лат. divergo — отклоняюсь) —
расхождение признаков у первоначально близких животных в ходе эволюции.

Гомологичны между собой скелеты конечностей различных классов позвоночных: рука — ласт — крыло птицы, колючки кактуса
— усики гороха — листья растений.



• Аналогичные органы (греч. análogos — соответственный)

Аналогичные органы развиваются из разных зародышевых листков, имеют различное строение, но выполняют схожие
функции. Такое сходство возникает в результате приспособления к одним и тем же условиям среды, из-за чего
происходит конвергенция (лат. convergo — сближаю) — схождение признаков у неблизкородственных видов в ходе эволюции.

Аналогичными органами являются крыло птицы — крыло бабочки, глаз человека — глаз кальмара, усики винограда — усики
гороха, жабры рака — жабры рыбы.

В строении нынешних животных можно найти признаки древних предковых форм, которые также свидетельствуют об эволюции. Сейчас
мы обсудим рудименты и атавизмы.

Рудименты (лат. rudimentum — зачаток) — органы, которые в ходе эволюции утратили свое функциональное значение. Они
сохраняются в течение всей жизни и в норме обнаруживаются у человека и животных.

У человека к рудиментарным органам относятся: зубы мудрости, копчик, ушные мышцы, аппендикс (червеобразный отросток),
третье веко.

Атавизмы (лат. atavus — отдалённый предок) — случаи проявления у отдельных особей признаков дальних предков. Атавизмы
сугубо индивидуальны и не являются нормой. Они также являются доказательством эволюции.

У человека атавизмами могут являться хвост, волосатое тело, добавочные молочные железы, незаращение межпредсердной перегородки.

Переходные формы

Переходные формы свидетельствуют о филогенетической преемственности, соединяя в своем строении черты высших и низших классов. Они —
наглядное, живое доказательство эволюции.

Такими формами являются, к примеру, утконос и ехидна из класса млекопитающих. При многих признаках млекопитающих, они откладывают яйца, тем самым подтверждают родство
млекопитающих с пресмыкающимися.

Эмбриологические доказательства

Эмбриология (греч. embryon — зародыш) — раздел биологии, изучающий строение эмбрионов. Только вдумайтесь: на этапе эмбриона,
через который мы с вами успешно прошли, у нас можно было найти закладку жаберных дуг, которые существуют непродолжительное время,
после чего исчезают.

А у рыб, например, жаберные дуги не исчезают — из них развиваются жабры.

Немецкие ученые Ф. Мюллер и Э. Геккель во второй половине XIX века сформулировали биогенетический закон, гласящий, что
онтогенез (индивидуальное развитие) каждой особи есть краткое и быстрое повторение филогенеза (исторического развития вида).

Биогенетический закон Мюллера-Геккеля объясняет повторение этапов (на стадии зародыша), которые были свойственны нашим далеким
предкам. Таким образом, мы проходим их этапы, но, не останавливаясь на них, двигаемся дальше к более совершенным этапам.

У головастиков лягушек развивается плавник, есть жабры — это наглядное повторение признаков, которые характерны для их предков — рыб.

Карл Бэр сформулировал закон зародышевого сходства, который гласит, что на ранних стадиях развития зародыши позвоночных животных
настолько похожи друг на друга, что практически неразличимы между собой. Это также указывает и подтверждает единство происхождения
животного мира.

Палеонтологические доказательства эволюции

Палеонтология (греч. palaios – древний) изучает ископаемые останки вымерших животных, их сходства и различия с ныне живущими
видами. Сопоставляя друг с другом ископаемые останки разных геологических эпох, можно увидеть как происходила эволюция различных
видов животных и растений.

В результате таких исследований иногда удается открыть переходные формы, а иногда — целые филогенетические ряды, то есть совокупность
последовательно сменяющих друг друга форм одного вида. Так, к примеру, был открыт филогенетический ряд лошади.