Какво ще научите тук?
Еволюция на организмите. Съвременна теория на еволюцията- микро и макроеволюция. Доказателства за еволюцията на организмите.
Къде можете да прочетете повече?
- в българския учебник по биология и здравно образование за 10 клас с автори: Ценка Часовникарова, Даниела Симеоновска, Мира Славова, Ренета Петкова;
- в българския учебник по биология и здравно образование за 10 клас с автори: Василий Ишев, Златка Ваклева, Лилия Боева;
- в македонския учебик по биология за 1 година (за реформирано гимназиско образование) с автори: Светлана Брашнарска, Олгица Саракинова, Невена Цветанова, м-р Павле Петров;
Речник
- Бозайници- цицачи;
- Врагове- непријатели;
- Вкаменелости- скаменети делови;
- Гръбначни/ безгръбначни- ‘рбетници/ без’рбетници;
- Еволюция- еволуција;
- Зверозъби гущери- ѕверогуштери;
- Земноводни- водоземци;
- Закърнели- закржлавеле;
- Къртица- крт;
- Kамери на сърце- комори на срце;
- Клон- гранка;
- Кон- коњ;
- Непрекъснат- континуиран;
- Насекоми- инсекти;
- Поколения- генерации;
- Преходни форми- преодни форми;
- Произход- потекло;
- Прилики/ различия- сличности/ разлики;
Определения
Биологичната еволюция е процес на развитите на живата материя. Това е непрекъснат процес, започнал с появата на живота на Земята, продължаващ и днес. Процесите, които с течение на времето променят популацията и може да доведат до превръщането и в нов вид, се наричат микроеволюция. Микроеволюционните процеси се причиняват от определени условия, наречени еволюционни фактори. Това са мутационната изменчивост, генетичният дрейф, миграциите и изолацията. Естественият отбор е процес на избирателно запазване на генотиповете, осигуряващи успешно преживяване и размножаване, и отхвърляне на генотиповете, свързани с ниска жизненост и плодовитост. Еволюционните процеси, които водят до появата на надвидови систематични групи, се наричат макроеволюция.
Палеонтологията е биологична наука, която изучава организмите, живели през отминалите геологични времена, по намерените от тях останки. Останките от организми, живели в минали геологични времена, се наричат фосили. Ръководни вкаменелости се наричат фосилите на видове, които са били много широко разпространени и са живели в кратки периоди от време- следователно се намират в големи по площ, но тънки пластове. Ръководните вкаменелости се датират и се използват за определяне на възрастта на всички други находки, намерени в същия пласт. Изкопаемите преходни форми са фосили на вече изчезнали видове, които притежават белези на организми от различни систематични групи. Те доказват родствените връзки между тези групи.
Органи при различни видове, които имат еднакъв зародишен произход, едно и също разположение в тялото, но изпълняват различни функции, се наричат хомологни органи. Органи при различни видове, които имат различен зародишен произход, но външно са сходни и изпълняат еднаква функция, се наричат аналогични. Рудиментарни органи се наричат тези органи, които са недоразвити - закърнели в хода на еволюцията. Атавизмите са органи или белези, които се появяват много рядко в отделни индивиди на вида, докато при други видове са добре развити и изпълняват определена функция.
Ембриологията е биологична наука, която изучава зародишния етап от развититето на организмите. Сравнителноембриологични доказателства за еволюцията са: сходството в етапите на зародишното развитие на различни групи животни и морфологичните и анатомичните прилики между зародиша.
През 20 век природните науки претърпяха бурно развитите. Новите технически средства и методи позволиха на човечеството да натрупа познания за Космоса, за звездната ни система, за морските дълбини, за микросвета, за живота на Земята. Развиха се нови клонове на биологичната наука, които спомогнаха за формулирането на нова, съвременна теория за еволюцията.
Съвременната теория за еволюцията е изградена на базата на Дарвиновата, съчетано с новите познания в генетиката, екологията и систематиката. Затова тя се нарича синтетична теория за еволюцията.
Биологичната еволюция е процес на развитите на живата материя. Това е непрекъснат процес, започнал с появата на живота на Земята, продължаващ и днес.
Природната структура, в която се извършва еволюцията, е популацията. Тъй като популацията има възрастов и полов състав, които осигуряват размножаването в множество последователни поколения, тя съществува в големи периоди от времето. При половото размножаване става свободно кръстосване на индивиди, при което може да се получат уникални унаследяващи се съчетания от белези, важни за адаптацията към околната абиотична и биотична среда. В резлутат на това в популацията има индивиди, които са по- издръжливи на вътревидовата конкуренция, по-малко податливи на паразити и болести, по-добре приспособени към измененията на абиотичните фактори в сравнение с други индивиди, които са по-малко приспособени. В случай, че промените на средата надхвърлят адаптивните възможности на популацията в настоящия и вид, генетичната разнородност на индивидите позволява популацията да се промени съобразно средата. Следователно в популацията действа естествен отбор и затова тя се определя като елементарна еволюционна единица.
Микроеволюция
Процесите, които с течение на времето променят популацията и може да доведат до превръщането и в нов вид, се наричат микроеволюция. Микроеволюционните процеси се причиняват от определени условия, наречени еволюционни фактори. Това са мутационната изменчивост, генетичният дрейф, миграциите и изолацията. Естественият отбор е движеща сила на микроеволюцията. Това е процес на избирателно запазване на генотиповете, осигуряващи успешно преживяване и размножаване, и отхвърляне на генотиповете, свързани с ниска жизненост и плодовитост.
Макроеволюция
За да се изучи видовото разнообразие в природата, биолозите разпределят познатите видове в различни по ранг таксономични групи. Най-ниската по ранг основна систематична група е видът. Видовете с общ еволюционен произход се групират в род. Следващите по ранг систематични групи са семейство, разред, клас, тип, царство. Допълнителни систематични групи се образуват с представките „над-“ и „под-“. Има две надцарства - Прокариоти и Еукариоти. Надцарството Еукариоти се дели на царства Протиста, Растения, Животни, Гъби. Еволюционните процеси, които водят до появата на надвидови систематични групи, се наричат макроеволюция. Макроеволюцията няма специфични механизми. Тя е резлутат от натрупване на микроеволюционни процеси. Природната структура, в която се извършва макроеволюцията, е видът. Макроеволюцията, сравнена с микроеволюцията, протича в много по-обширни територии- ареалите на видовете, и в много по-големи интервали от време- стотици хиляди и милиони години. Изследванията на еволюционните процеси показват, че надвидовите групи възникват и се развиват по четири начина, наречени дивергентна, паралелна, филетична и конвергентна макроеволюция.
Доказателства за еволюцията на организмите
1) Палеонтологични доказателства за еволюцията
Науката разполага с достатъчно доказателства за еволюцията на живата природа на Земята, за родствените връзки между видовете от зараждането на живота до наши дни. Най- убедителни са доказателствата на науката палеонтология- наричат се палеонтологични доказателства. Палеонтологията е биологична наука, която изучава организмите, живели през отминалите геологични времена, по намерените от тях останки. Останките от организми, живели в минали геологични времена, се наричат фосили. Фосилите най-често са: вкаменелости, черупки на безгръбначни животни, парчета кехлибар (вкаменена смола) с включени в тях дребни безгръбначни и отпечатъци от животни и растения в скални клъсове.
Ръководни вкаменелости се наричат фосилите на видове, които са били много широко разпространени и са живели в кратки периоди от време- следователно се намират в големи по площ, но тънки пластове. Ръководните вкаменелости се датират и се използват за определяне на възрастта на всички други находки, намерени в същия пласт. Примери за ръководни вкаменелости са: трилобите (древни членестоноги, живели през камбрия), амонитите (древни мекотели, живели през мезозойската ера), ръкоперките (риби, постигнали разцвет през периода девон на палеозойската ера).
Изкопаемите преходни форми са фосили на вече изчезнали видове, които притежават белези на организми от различни систематични групи. Те доказват родствените връзки между тези групи. Изкопаеми преходни форми в света на животните са: археоптериксът (по белезите прилича на влечуги), зверозъбите гущери (имат белези на влегучи и бозайници), лабиринтодонтите (имат белези на риби и земноводни). Изкопаеми преходни форми в света на растенията са: псилофитите (имат белези на низши спорови растения (водорасли) и на висши спорови растения (папрати)), семенни папрати (имат белези на висши спорови растения и на семенни растения).
Филогенетичните редове са поредица от фосили на видове, произлезли последователно един от друг. Намерени са фосили, които показват еволюцията, довела до появата на съвременния кон. Тя е започнала в началото на неозойската ера в Северна Америка. Изходният вид (еохипус) е горски растителнояден вид с големината на дребно куче. Застудяването на климата и началото на неозойската ера е причина да намалеят горите и да се образуват степи. Започнали еволюционни процеси, приспособяващи еохипуса към живот в откритите пространства: промяна на храната, нов начин на избягване на естественеите врагове. Промяната в храната е причина за промяна в дъвкателната повърхност на зъбите- тя става все по-голяма. Увеличаването на дъвкателната повърхност води до увеличаване на челюстите и съответно- до уголемяване на черепа. Това пък води до увеличаване на размерите и масата на тялото, което помага и при защита от хищници. Филогенетичните редове доказват, че еволюцията на много групи организми е свързана с усложняване в устойството и процесите, приспособяване към изменящите се условия на средата и заемане на нови територии.
2) Сравнителноанатомични доказателства за еволюцията
Анатомията е биологична наука, която изучава устойството на организмите. Сравнителната анатомия сравнява устройството на отделни групи организми. Приликите, които се установяват, са доказателство за родствените връзки межд тях и за протичането на еволюция. Сравнително-анатомични доказателства за еволюцията са: общият план на устройство, хомологните, аналогните и рудиментарните органи и атавизмите.
Ако сравним общото устройство на спорово растение (папрат) и семенно растение (овчарска торбичка), ще видим голяма прилика в подземните и надземните им части. При сравняване на скелета на гръбначни животни от петте основни групи (риби, земноводни, влечуги, птици, бозайници) се вижда, че има общ план на устройство. Частите на скелета са едни и същи- череп, скелет на туловището и на крайниците. Приликите са следствие от родствените връзки. Съществуват и големи различия- те са резлутат от адаптирането към различни среди и начин на живот. При сравняване на други системи на гръбначни животни също се виждат както прилики, така и различия.
Органи при различни видове, които имат еднакъв зародишен произход, едно и също разположение в тялото, но изпълняват различни функции, се наричат хомологни органи. Нерядко тези органи се наричат видоизменени. При растенията например хомологни органи са бодлите на кактуса (имат защитна функция) и листата на ягодата (фотосинтезиращи органи).
Органи при различни видове, които имат различен зародишен произход, но външно са сходни и изпълняат еднаква функция, се наричат аналогични. Аналогичните органи не доказват родствена връзка, а показват приспособителния характер на еволюцията. Пример за аналогични органи са предният чифт крайници на къртицата (бозайник) и поповото прасе (насекомо)- видове с ровещ начин на живот.
Рудиментарни органи се наричат тези органи, които са недоразвити- закърнели в хода на еволюцията. Рудиментарните органи са резлутат от катаморфоза. При човека рудиментарен орган е апендиксът- израстък на сляпото черво с дължина 2-5 cm; при тревопасни животни той е дълъг повече от метър. Рудиментарен орган при човека е и опашната кост (3-4 сраснали, недоразвити прешлена), докато при повечето бозайници опашните прешлени са много на брой и добре развити.
Атавизмите са органи или белези, които се появяват много рядко в отделни индивиди на вида, докато при други видове са добре развити и изпълняват определена функция. Атавизмите доказват родствена връзка между видовете. Атавизми са ходилните крайници при змии, появата на втор пръст при коне и др. При човека атавизми са наличието на опашка, повече от един чифт млечни жлези, окосмяване на цялото лице и тяло и др.
3) Сравнителноембриологични доказателства за еволюцията
Ембриологията е биологична наука, която изучава зародишния етап от развититето на организмите. Сравнителноембриологични доказателства за еволюцията са: сходството в етапите на зародишното развитие на различни групи животни и морфологичните и анатомичните прилики между зародиша.
При всички организми с полово размножаване индивидуалното развитите започва с образуването на зигота. При животните следват етапите на дробене, гаструлация и органогенеза.
При всички трипластни животни от един и същ зародишен пласт се развиват едни и същи органи и системи.
В ранните етапи на органогенезата зародишите на гръбначните животни и човека показват голeми сходства. Например в определен стадий всички зародиши имат хрилни дъги и опашки. Това показва, че гръбначните имат сходни гени, които се активират в началото на индивидуалното развитие. В по-късните стадии се проявяват белезите, характерни за класа и разреда, към които принадлежи индивидът. В края на ембрионалното развитие се проявяват белезите, характерни за рода и вида. Например ранният човешки зародиш има прилики със зародиш на риба. В по-късните стадии на развитите човешкият зародиш има ципа между пръстите, по което прилича на зародиш на земноводно, а още по-късният зародиш има непълна преграда между камерите на сърцето, по което прилича на зародиш на влечуго. По време на развититето си зародишите на птици и на бозайници показват прилики със зародиши на влечуги. Това е едно от доказателствата, че влечугите, птиците и бозайниците имат общ произход.
4) Други доказателства за еволюцията
Доказателства за еволюцията на организмите предоставят още много биологични науки: систематиката, която класифицира организмите според родствените им връзки, клетъчната биология (цитология)- изучава клетката, хистологията- изучава тъканите, молекулната биология- изучава живата материя на молекулно ниво и др.