Переходные формы егэ биология таблица

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.

Материалы для подготовки к ЕГЭ. Онлайн-Справочник по биологии.
Раздел 7. Эволюция живых систем. Глава 7.2. Эволюция органического мира.

ВСЕ РАЗДЕЛЫ СПРАВОЧНИКА

 7.2. Эволюция органического мира

7.2.1. Доказательства эволюции органического мира

Доказательства эволюции — свидетельства общности происхождения всех организмов от единых предков, изменяемости видов и возникновения одних видов от других. Доказательства эволюции подразделяют на группы (табл. 7.9).

Таблица 7.9. Доказательства эволюции

7.2.2. Происхождение жизни

   Развитие взглядов на происхождение жизни.

С глубокой древности и по сей день человечество ищет ответ на вопрос о происхождении жизни. Ранее считали, что возможно самозарождение жизни из неживой материи. По мнению учёных Средневековья, рыбы могли зарождаться из ила, черви — из почвы, мыши — из грязных тряпок, мухи — из гнилого мяса. В XVII в. итальянский учёный Ф. Реди провёл оригинальный эксперимент: он поместил кусочки мяса в стеклянные сосуды, часть из них он оставил открытыми, а часть прикрыл кисеёй. Личинки мух появились только в открытых сосудах (рис. 7.12).

В середине XIX в. французский микробиолог Л. Пастер поместил простерилизованный бульон в колбу с длинным узким горлышком S-образной формы. Бактерии и другие находящиеся в воздухе организмы оседали под действием силы тяжести в нижней изогнутой части горлышка и не достигали бульона, тогда как воздух поступал в саму колбу (рис. 7.13).

Эти и другие сходные опыты убедительно показывали, что в современную эпоху живые организмы происходят только от других живых организмов. Невозможность самозарождения жизни из неживого назвали принципом Реди. В результате закономерен вопрос о происхождении первых живых организмов.

   Многообразие подходов к вопросу о происхождении жизни.

По вопросу о происхождении жизни, так же как и по вопросу о сущности жизни, среди учёных нет единого мнения. Существует несколько подходов к решению вопроса о происхождении жизни, которые тесно переплетаются между собой. Классифицировать их можно следующим образом.

1. По принципу: идея, разум первичны, а материя вторична (идеалистические гипотезы) или материя первична, а идея, разум вторичны (материалистические гипотезы).
2. По принципу: жизнь существовала всегда и будет существовать вечно (гипотезы стационарного состояния) или жизнь возникает на определённом этапе развития мира.
3. По принципу: живое только от живого (гипотезы биогенеза) или возможно самозарождение живого из неживого (гипотезы абиогенеза).
4. По принципу: возникла жизнь на Земле или была занесена из космоса (гипотезы панспермии).

Рассмотрим наиболее значимые из гипотез.

Креационизм. Согласно этой гипотезе, жизнь была создана Творцом. Творец — это Бог, Идея, Высший разум и т. п.

Гипотеза стационарного состояния. Жизнь, как и сама Вселенная, существовала всегда и будет существовать вечно, ибо не имеющее начала не имеет и конца. Вместе с тем существование отдельных тел и образований (звёзд, планет, организмов) ограничено во времени, они возникают, рождаются и погибают. В настоящее время эта гипотеза имеет в основном историческое значение, так как общепризнанной теорией образования Вселенной является «теория Большого взрыва», согласно которой Вселенная существует ограниченное время, она образовалась из одной точки около 15 млрд лет назад.

Гипотеза панспермии. Жизнь на Землю была занесена из космоса и прижилась здесь после того, как на Земле сложились благоприятные для этого условия. Это предположение высказал немецкий учёный I Рихтер в 1865 г., а окончательно сформулировал шведский учёный С. Аррениус в 1895 г. С метеоритами и космической пылью на Землю могли попасть споры бактерий, которые в значительной степени устойчивы к радиации, вакууму, низким температурам. Решение вопроса о том, как возникла жизнь в космосе, в силу объективных трудностей его решения отодвигается на неопределённое время. Она могла быть создана Творцом, существовать всегда или возникнуть из неживой материи. В последнее время среди учёных появляется всё больше сторонников гипотезы панспермии.

Гипотеза абиогенеза (самозарождения живого из неживого и последующей биохимической эволюции). Жизнь зародилась на Земле из неживой материи.

В 1924 г. русский биохимик А. И. Опарин, а позднее в 1929 г. английский учёный Дж. Холдейн высказали предположение, что живое возникло на Земле из неживой материи в результате химической эволюции — сложных химических преобразований молекул. Этому событию благоприятствовали сложившиеся в то время на Земле условия.

Согласно этой гипотезе в процессе становления жизни можно выделить 4 этапа: 1) синтез низкомолекулярных органических соединений из газов первичной атмосферы; 2) полимеризация мономеров с образованием цепей белков и нуклеиновых кислот; 3) образование фазовообособленных систем органических веществ, отделённых от внешней среды мембранами; 4) возникновение простейших клеток, обладающих свойствами живого, в том числе репродуктивным аппаратом, осуществляющим передачу дочерним клеткам всех химических и метаболических свойств родительских клеток. Первые три этапа относят к периоду химической эволюции, с четвёртого начинается биологическая эволюция.

Представления о возможности химической эволюции вещества подтверждены рядом модельных экспериментов. В 1953 г. американский химик С. Миллер и физик Г. Юри в лабораторных условиях имитировали состав первичной атмосферы Земли, состоявшей из метана, аммиака и паров воды, и, воздействуя на неё искровым разрядом, получили простые органические вещества — аминокислоты глицин, аланин и др. (рис. 7.14). Тем самым была доказана принципиальная возможность абиогенного синтеза органических соединений (но не живых организмов) из неорганических веществ.

Таким образом, органические вещества могли создаваться в первичном океане из простых неорганических соединений. В результате накопления в океане органических веществ образовался так называемый первичный бульон. Затем, объединяясь, белки и другие органические молекулы образовали капли коацерватов, которые служили прообразом клеток. Капли коацерватов подвергались естественному отбору и эволюционировали. Первые организмы были гетеротрофными. По мере исчерпания запасов первичного бульона возникли автотрофы.

Следует отметить, что с точки зрения теории вероятности вероятность синтеза сверхсложных биомолекул при условии случайных соединений их составных частей крайне низка.

   В.И. Вернадский о происхождении и сущности жизни и биосферы.

В. И. Вернадский изложил свои взгляды на происхождение жизни в следующих тезисах:

1. Начала жизни в том космосе, который мы наблюдаем, не было, поскольку не было начала этого космоса. Жизнь вечна, поскольку вечен космос, и всегда передавалась путём биогенеза.
2. Жизнь, извечно присущая Вселенной, явилась новой на Земле, её зародыши приносились извне постоянно, но укрепились на Земле лишь при благоприятных для этого возможностях.
3. Жизнь на Земле была всегда. Время существования планеты — это лишь время существования на ней жизни. Жизнь геологически (планетарно) вечна. Возраст планеты неопределим.
4. Жизнь никогда не была чем-то случайным, ютящимся в каких-то отдельных оазисах. Она была распространена всюду, и всегда живое вещество существовало в образе биосферы.
5. Древнейшие формы жизни — прокариоты — способны выполнять все функции в биосфере. Значит, возможна биосфера, состоящая из одних прокариот. Вероятно, что такова она и была в прошлом.
6. Живое вещество не могло произойти от косного. Между этими двумя состояниями материи нет никаких промежуточных ступеней. Напротив, в результате воздействия жизни происходила эволюция земной коры.

Рис. 7.15. Филогенез основных групп организмов

Таким образом, необходимо признать, что к настоящему времени ни одна из существующих гипотез о происхождении жизни прямыми доказательствами не располагает, у современной науки нет однозначного ответа на вопрос о происхождении жизни.

7.2.3. Краткая история эволюции органического мира

Возраст Земли около 4,6 млрд лет. Жизнь на Земле возникла в океане более 3,5 млрд лет назад.

Краткая история развития органического мира представлена в таблицах ниже. Филогенез основных групп организмов отражён на рисунке 7.15. Органический мир былых эпох воссоздан на рисунках 7.16— 7.21.

Историю развития жизни на Земле изучают по ископаемым останкам организмов или следам их жизнедеятельности. Они встречаются в горных породах разного возраста.

Геохронологическая шкала истории Земли разделена на эры и периоды. Выделяют следующие эры: архей — эра древнейшей жизни, протерозой — эра первичной жизни, палеозой — эра древней жизни, мезозой — эра средней жизни, кайнозой — эра новой жизни. Названия периодов образованы либо от названий местностей, где впервые были найдены соответствующие отложения (город Пермь, графство Девон), либо от происходивших в то время процессов (в угольный период — карбон — происходила закладка отложений каменного угля, в меловой — мела и т.д.).

   Архейская эра

Архейская эра — эра древнейшей жизни: 3500 (3800) — 2600 млн лет назад.

Первые живые организмы на Земле появились по разным данным 3,8—3,2 млрд лет назад. Это были прокариотические гетеротрофные анаэробы (доядерные, питающиеся готовыми органическими веществами, не нуждающиеся в кислороде). Они жили в первичном океане п питались растворёнными в его воде органическими веществами, созданными абиогенно из неорганических веществ под действием энергии ультрафиолетовых лучей Солнца и грозовых разрядов.

Атмосфера Земли состояла преимущественно из СО₂, СО, Н₂, N₂, водяных паров, небольших количеств NH₃, H₂S, СН₄ и почти не содержала свободного кислорода О₂. Отсутствие свободного кислорода обеспечило возможность накопления в океане абиогенно созданных органических веществ, в противном случае они сразу же расщеплялись бы кислородом.

Первые гетеротрофы осуществляли окисление органических веществ анаэробно — без участия кислорода, путём брожения. При брожении органические вещества расщепляются не полностью и энергии образуется немного. По этой причине эволюция на ранних этапах развития жизни шла очень медленно.

С течением времени гетеротрофы сильно размножились, и им стало не хватать абиогенно созданного органического вещества. Тогда возникли автотрофные прокариотические анаэробы. Они могли синтезировать органические вещества из неорганических самостоятельно сначала посредством хемосинтеза, а затем — фотосинтеза.

Первый фотосинтез был анаэробным и не сопровождался выделением кислорода:

Затем появился аэробный фотосинтез:

Аэробный фотосинтез был характерен для существ, похожих на современные цианобактерии.

Выделяющийся при фотосинтезе свободный кислород стал окислять растворённые в воде океана двухвалентное железо, соединения серы и марганца. Эти вещества превращались в нерастворимые формы и оседали на дне океана, где образовали залежи железных, серных и марганцевых руд, которые в настоящее время использует человек.

Окисление растворённых в океане веществ происходило в течение сотен миллионов лет, и только когда их запасы в океане были исчерпаны, кислород стал накапливаться в воде и диффундировать в атмосферу.

Необходимо отметить, что обязательным условием накопления в океане и атмосфере кислорода было погребение некоторой части синтезированного организмами органического вещества на дне океана. В противном случае, если бы вся органика расщеплялась с участием кислорода, его излишков не оставалось бы и кислород не смог бы накапливаться. Неразложившиеся тела организмов оседали на дне океана, где образовали залежи ископаемого топлива — нефти и газа.

Накопление в океане свободного кислорода сделало возможным появление аэробов (и автотрофных, и гетеротрофных). Это произошло, когда концентрация О₂ в атмосфере достигла 1 % от современного уровня (а он равен 21 %).

При аэробном окислении (дыхании) органические вещества расщепляются до конечных продуктов — СО₂ и Н₂О, и образуется в 18 раз больше энергии, чем при бескислородном окислении (брожении):

Поскольку при аэробных процессах стало выделяться намного больше энергии, эволюция организмов значительно ускорилась. В результате симбиоза различных прокариотических клеток появились первые эукариоты (ядерные).

В результате эволюции эукариот возник половой процесс — обмен организмов генетическим материалом — ДНК. Благодаря половому процессу эволюция пошла ещё быстрее, поскольку к мутационной изменчивости добавилась комбинативная.

Сначала эукариоты были одноклеточными, а затем появились первые многоклеточные организмы. Переход к многоклеточности у растений, животных и грибов осуществился независимо друг от друга.

Многоклеточные организмы получили ряд преимуществ по сравнению с одноклеточными:

• большую длительность онтогенеза, так как в ходе индивидуального развития организма происходит замещение одних клеток другими;
• большее количество потомства, поскольку для размножения организм может выделить больше клеток;
• большие размеры и разнообразное строение тела, что обеспечивает большую устойчивость к внешним факторам среды за счёт стабильности внутренней среды организма.

У учёных нет единого мнения по вопросу о том, когда возникли половой процесс и многоклеточность — в архейскую или протерозойскую эру.

   Протерозойская эра

Протерозойская эра — эра первичной жизни: 2600—570 млн лет назад.

Появление многоклеточных ещё более ускорило эволюцию, и за относительно короткий период (в геологическом масштабе времени) появились различные виды живых организмов, приспособленные к разным условиям существования. Новые формы жизни занимали и формировали всё новые экологические ниши в разных областях и глубинах океана. В породах возрастом 580 млн лет уже имеются отпечатки существ с твёрдыми скелетами, и поэтому изучать эволюцию с этого периода гораздо легче. Твёрдые скелеты служат опорой для тел организмов и способствуют увеличению их размеров.

К концу протерозойской эры (570 млн лет назад) сложилась система «продуценты — консументы» и сформировался кислородно-углеродный биогеохимический круговорот веществ.

   Палеозойская эра

Палеозойская эра — эра древней жизни, 570—240 млн лет назад.

В первый период палеозойской эры — кембрийский (570-505 млн лет назад) — произошёл так называемый эволюционный взрыв: за короткое время образовались почти все известные в настоящее время типы животных. Всё предшествующее этому периоду эволюционное время получило название докембрий, или криптозой («эра скрытой жизни»), — это 7/8 истории Земли. Время после кембрия назвали фанерозоем («эрой явной жизни»).

Так как кислорода образовывалось всё больше, атмосфера постепенно приобретала окислительные свойства. Когда концентрация О₂ в атмосфере достигла 10% от современного уровня (на границе силура и девона), на высоте 20—25 км в атмосфере начал образовываться озоновый слой. Он формируется из молекул О₂ под действием энергии ультрафиолетовых лучей Солнца:

Молекулы озона (О₃) обладают способностью отражать ультрафиолетовые лучи. В результате озоновый экран стал защитой живых организмов от губительных для них в больших дозах ультрафиолетовых лучей. До этого защитой служила вода. Теперь жизнь получила возможность выйти из океана на сушу.

Выход живых существ на сушу начался в кембрийском периоде: первыми на неё вышли бактерии, а затем — грибы и низшие растения. В результате на суше образовалась почва, и в силурийский период (435—400 млн лет назад) на суше появились первые сосудистые растения — псилофиты. Выход на сушу способствовал появлению у растений тканей (покровных, проводящих, механических и др.) и органов (корня, стебля, листьев). В результате появились высшие растения. Первыми сухопутными животными стали членистоногие, произошедшие от морских ракоскорпионов.

В это время в морской среде эволюционировали хордовые: от беспозвоночных хордовых произошли позвоночные рыбы, а в девоне от кистепёрых рыб — амфибии. Они господствовали на суше 75 млн лет и были представлены очень крупными формами. В пермский период, когда климат стал холодней и засушливей, превосходство над амфибиями получили рептилии. В триасе появились крокодилы и черепахи, а от зверозубых рептилий произошёл класс Млекопитающие.

   Мезозойская эра

Мезозойская эра — эра средней жизни, 240—66 млн лет назад.

В мезозойскую эру рептилии достигли своего расцвета — «эра динозавров» (образовались их многочисленные формы) — и упадка. В течение всей мезозойской эры млекопитающие были мелкими и не получили широкого распространения. В конце мелового периода наступило похолодание и произошло массовое вымирание рептилий, окончательные причины которого до конца не выяснены. В меловом периоде появились покрытосеменные (цветковые).

   Кайнозойская эра

Кайнозойская эра — эра новой жизни, 66 млн лет назад — настоящее время.

В кайнозойскую эру широко распространились млекопитающие, птицы, членистоногие, цветковые растения. Появился человек. В настоящее время деятельность человека стала важным фактором развития биосферы.

ВСЕ РАЗДЕЛЫ СПРАВОЧНИКА

Материалы для подготовки к ЕГЭ. Онлайн-Справочник по биологии.
7.2. Эволюция органического мира

Просмотров:
15 865

Вступление

Что такое переходные формы? Это виды, в строении которых возникают новые элементы, характерные для их эволюционных потомков, но еще сохраняются старые элементы, доставшиеся в наследство от эволюционных предков. А еще это источник мифов о Теории эволюции, стабильно работающий уже полтора столетия.

Ученые из года в год ищут «переходное звено» от обезьяны к человеку и никак не могут найти. Противники эволюционизма утверждают, что переходных форм нет, а этот ваш археоптерикс – тупиковая ветвь. Журналисты пугают общественность тем, что у человека и банана 50% общей генетической информации. Если птицы и крокодилы родня, то где окаменелости мезозойской крокоутки? – вопрошают диванные скептики. Да и от самого термина несет какой-то недоделанностью. Что это за вид такой, который «ни то ни сё»?

Давайте разбираться.

Древо жизни

Для того чтобы получить представление о переходных формах, надо обратиться к биологической систематике. Идея «разложить по полочкам» все разнообразие живых организмов не нова. В XVIII веке очередной способ классификации был предложен шведским натуралистом Карлом Линнеем. Способ оказался настолько удачным, что после важного апгрейда в середине XIX века используется до сих пор.

В чем тут суть? Неожиданно все формы жизни устроены не абы как. Анатомические структуры – все эти органы и ткани – не разбросаны в хаотичном порядке, а подчиняются определенным закономерностям. Вот, к примеру, позвоночник. Он есть у рыб, птиц, рептилий, зверей и амфибий. Но ни одного жука с позвоночником вы не найдете. Как нет и птиц без позвоночника. А те, у кого есть позвоночник, делятся на рыб (с жабрами и без лап) и четвероногих (с легкими и лапами). А четвероногие, например, могут быть пернатыми, шерстистыми, чешуйчатыми или с голой слизистой кожей. Описание, конечно же, очень упрощенное, но принцип понятен.

Анатомические структуры выстраиваются в иерархическом порядке, от общего к частному, что позволяет разделить все организмы на соответствующие иерархические группы. Отсюда получаем биологическую систематику с известными всем типами, классами, отрядами, семействами, родами и видами.

Но почему живые организмы устроены именно так? Ключом к ответу на этот вопрос стала теория эволюции, предложенная Чарльзом Дарвином в 1859 году. Иерархия анатомических структур отражает ход эволюции, а их единство у разных организмов говорит об общем происхождении. К настоящему времени этот тезис многократно подтвержден фактами из сравнительной анатомии, эмбриологии, палеонтологии и генетики.

Систему биологической классификации можно представить в виде дерева (скорее куста), на котором каждый отдельный листик – это вид, а ветви и стволы – разные таксоны. Такое «дерево» называют филогенетическим, эволюционным, или же Древом жизни.

Из вышесказанного для нас важными будут шесть следствий.

Следствие первое: строение организмов можно предсказать

Могут ли у кошек быть копыта? Если кит плавает в воде, то почему у него нет жабр? Где искать цветок папоротника? Чтобы ответить на подобные вопросы, вовсе не нужно осматривать всех китов и кошек, и следить за всеми папоротниками в Купальскую ночь. Зная биологическую систематику можно заранее сказать, какие анатомические признаки должны присутствовать у той или иной группы организмов.

Такой инструмент очень удобен в палеонтологии. Имея всего один зуб можно классифицировать животное, иногда с точностью до рода. И на основании этого сделать вполне надежную реконструкцию. А уже потом, когда (и если) будет найден полный скелет, можно уточнять детали и делать нашу реконструкцию все более реалистичной.

Но можно обойтись и вовсе без останков. Например, если нас интересует общий предок всех кошачьих, мы можем составить абстрактный портрет, исходя из признаков, характерных для этого семейства. Получается, что окаменелостей нет, а мы уже знаем, кого искать.

Следствие второе: общих родственников можно найти

Древо жизни охватывает абсолютно все виды организмов. А значит мы все друг другу родственники. Можно взять два абсолютно любых вида, а затем спуститься вниз по веточкам нашего Древа, до точки пересечения. В этой точке будет находиться общий предок, а в его строении будет совмещены признаки, общие для обеих ветвей. Даже если идти придется очень далеко вниз.

Например, предок человека и банана по совместительству будет предком вообще всех растений и животных. Это одноклеточный организм, живший как минимум 3 млрд лет назад, то есть раньше самых древних следов растений в горных породах. И наш геном действительно хранит информацию, оставшуюся от этого далекого-далекого предка.

Следствие третье: переходные формы повсюду

От древних одноклеточных организмов до человека – очень долгий путь. Поколение за поколением, вид за видом наши предки менялись под действием эволюции. Древо жизни росло, давало множество новых побегов и в итоге получилось современное видовое разнообразие. Можно ли сказать, что на этом эволюция остановилась? Конечно, нет. Те современные виды, которые не вымрут, дадут свое эволюционное потомство. И человек тут не исключение.

А значит, каждый вид в любой момент времени является потенциально переходным между какими-то старыми и новыми видами. Мы все – переходное звено.

Но не стоит ждать, что наши потомки будут так уж сильно от нас отличаться. Эволюционные изменения накапливаются постепенно, дети все так же похожи на родителей, и заметить отличия можно изменив масштаб. На промежутке в 1 млн лет мы точно сможем различить два вида, но вот найти точку, в которой один вид стал другим – не получится.

Следствие четвертое: некоторые переходные формы интереснее других

Как и в истории, эволюционные события могут иметь разный масштаб. Например, процесс эволюции уток, поиск прото-утки и переходных форм между ними – это все очень интересно. Но на масштабные эволюционные события не тянет. Другое дело – происхождение птиц вообще.

Из современных животных ближайшая родня уток – это крокодилы. Спускаемся по веточкам нашего дерева, находим точку пересечения. Здесь, в этой точке, в триасовом периоде жил их общий предок. Внешне был похож на тощего голенастого крокодила. Имел четырехкамерное сердце, высокий метаболизм и откладывал яйца. Не то чтобы сильно похоже на птицу, но уже кое-что. Значит, в качестве переходной формы нам надо искать кого-то похожего, но с крыльями и перьями. В XIX веке про родство птиц с крокодилами не знали, искали просто пернатого птице-ящера. И нашли. Им оказался археоптерикс, вошедший во все учебники биологии как эталон переходной формы. Так вот он – родоначальник птиц? Вообще-то нет.

Следствие пятое: неуловимые предки

Вообще-то обнаружение переходной формы еще не обозначает обнаружение того самого вида-предка, который дал всю дальнейшую эволюционную ветвь. И чем шире область поиска, чем более древняя у нас переходная форма, тем меньше для этого шансов. Как так?

Переходная форма – это все равно, что фоторобот, набор анатомических структур, которые точно должны быть. Например: скелет рептилии (включая длинный хвост и зубы), легкие кости, перья, небольшой размер. Это сокращает поиск до одной из групп динозавров, живших в юрском периоде. А дальше начинаются проблемы.

В группе – сотни видов, не имеющих узкой специализации. Они жили на промежутке в несколько десятков млн лет, приходились друг другу какими-то родственниками и все обладают тем набором признаков, который нам нужен. То есть потенциально они все – переходные формы к птицам. Но какой шанс, что нам улыбнулась удача и из нескольких сотен видов мы нашли «того самого»?

Разумеется, изучая этих оперенных то-ли еще динозавров, то-ли уже птиц, мы будем накапливать информацию и отсеивать ненужные варианты. Археоптерикс окажется хоть и ранней птицей, но параллельной ветвью эволюции. Наш портрет птицы-первопредка будет становиться все точнее и точнее. Можно будет локализовать поиск до ранней юры Северного Китая, а таксономию до манирапторов. Но указать на конкретный вид-предок мы вряд ли сможем.

Следствие шестое: и все-таки их можно отыскать

Так ли уж важно знать, какой из десятка видов птицеподобных динозавров был точно первоптицей? Для специалистов важно, для широкого круга людей – пожалуй, не очень. Что уж говорить о предках жесткокрылых или голосеменных растений. А если задать вопрос о происхождении человека?

Про нас самих нам нужно знать как можно более точно. И в этом плане в сравнении с птицами нам крупно повезло. Все-таки мы изучаем молодые останки, большинству которых нет и 1 млн лет. Их достаточно много, сохранность хорошая, а если они моложе 100 тыс лет – есть возможность использовать палеогенетику. А значит, мы можем не просто указать на переходную форму от австралопитеков к нам, но и восстановить нашу эволюцию, шаг за шагом.

Сегодня вместо давно устаревшей линейной схемы, мы имеем разветвленное деревце, объединяющее наших родственников и предков. Это все равно что семейная фотография с несколькими поколениями. Мы с большой точностью можем назвать своих родителей и их родителей. А вот с остальными не всегда понятно, кто с кем в каком родстве состоит. Антропология развивается стремительно, создаются новые методы исследований и делаются замечательные открытия. Разумеется, восстановить всю цепочку поколений (как того иногда требуют креационисты) мы не сможем. Но серьезно увеличить детальность и сложность и без того непростой картины антропогенеза ученым вполне по силам.

Заключение

Подведем итог.

Переходные формы действительно существуют. И в большинстве своем они объединяют группу родственных видов, имеющих специфический набор анатомических особенностей. Часть этих особенностей новые и они получат развитие у потомков. Часть – старые, доставшиеся от предков и к потомкам они не перейдут. Особый интерес представляют переходные формы между крупными таксонами. Например, между рыбами и амфибиями. Или рептилиями и птицами, рептилиями и млекопитающими. На их примере можно видеть, как незначительные изменения приводят к серьезным результатам.

Благодаря развитию палеонтологии известно множество переходных форм. Эволюция позвоночных животных, например, изучена достаточно детально. И самая, пожалуй, изученная область – это эволюция человека. И все-таки, белых пятен хватит еще не на одно поколение палеонтологов. А учитывая неполноту геологической летописи, весь паззл мы не соберем никогда. Тем важнее вклад каждого, кто решил связать свою жизнь с палеонтологией. Возможно, и вы станете первооткрывателями недостающего звена.