SINH HỌC TỔNG QUÁT
SỰ TIẾN HÓA. GIẢNG DẠY TIẾN HÓA
BẰNG CHỨNG CỦA TIẾN HÓA
Tiến hóa sinh học là quá trình lịch sử phát triển của thế giới hữu cơ, đi kèm với những thay đổi về sinh vật, sự tuyệt chủng của một số loài và sự xuất hiện của một số loài khác. Khoa học hiện đại vận hành với nhiều sự kiện chỉ ra các quá trình tiến hóa.
Bằng chứng phôi học của sự tiến hóa.
Vào nửa đầu thế kỷ 19. Lý thuyết về “sự giống nhau của mầm bệnh” bắt đầu phát triển. Nhà khoa học người Nga Karl Baer (1792-1876) phát hiện ra rằng trong giai đoạn đầu phát triển phôi có sự tương đồng lớn giữa phôi của các loài khác nhau trong cùng loại.
Các công trình của F. Müller và E. Haeckel đã cho họ cơ hội xây dựng định luật di truyền sinh học: “Sự phát sinh bản thể là sự lặp lại ngắn gọn và nhanh chóng của phát sinh chủng loại”. Sau này, việc giải thích quy luật sinh học được phát triển và làm rõ bởi V.M. Severtsovim: “trong quá trình phát sinh bản thể, các giai đoạn phôi thai của tổ tiên được lặp lại.” Phôi ở giai đoạn đầu phát triển có sự giống nhau lớn nhất. Đặc điểm chung của một loại được hình thành trong quá trình tạo phôi sớm hơn các loại đặc biệt. Như vậy, tất cả phôi của động vật có xương sống ở giai đoạn I đều có khe mang và tim hai ngăn. Ở giai đoạn giữa, các đặc điểm đặc trưng của từng lớp mới xuất hiện và chỉ ở các giai đoạn sau mới hình thành các đặc điểm của loài.
Bằng chứng giải phẫu và hình thái so sánh của sự tiến hóa.
Bằng chứng về sự thống nhất về nguồn gốc của mọi sinh vật là cấu trúc tế bào của sinh vật, sơ đồ cấu trúc duy nhất của các cơ quan và những thay đổi tiến hóa của chúng.
Các cơ quan tương đồng có cấu trúc giống nhau, nguồn gốc chung và thực hiện các chức năng giống nhau và khác nhau. Sự hiện diện của các cơ quan tương đồng giúp chứng minh mối quan hệ lịch sử của các loài khác nhau. Sự giống nhau cơ bản về hình thái được thay thế ở các mức độ khác nhau bằng những khác biệt thu được trong quá trình phân kỳ. Một ví dụ điển hình về các cơ quan tương đồng là các chi của động vật có xương sống, có cùng sơ đồ cấu trúc bất kể chúng thực hiện chức năng gì.
Một số cơ quan thực vật phát triển hình thái từ các lớp mầm và là những chiếc lá biến đổi (râu, gai, nhị hoa).
Cơ quan tương tự là những điểm tương đồng thứ cấp, về hình thái, không được di truyền từ tổ tiên chung của các sinh vật thuộc các nhóm hệ thống khác nhau. Các cơ quan tương tự có chức năng tương tự nhau và phát triển thông qua quá trình hội tụ. Chúng chỉ ra tính đồng nhất của các thích nghi phát sinh trong quá trình tiến hóa trong cùng điều kiện môi trường do chọn lọc tự nhiên. Ví dụ, các cơ quan động vật tương tự -cánh bướm và cánh chim. Sự thích nghi với chuyến bay này ở bướm phát triển từ lớp vỏ kitin và ở chim - từ bộ xương bên trong của chi trước và lớp phủ lông. Về mặt phát sinh loài, các cơ quan này được hình thành khác nhau nhưng thực hiện cùng một chức năng - động vật được sử dụng để bay. Đôi khi các cơ quan tương tự có những điểm tương đồng đặc biệt, chẳng hạn như mắt của động vật chân đầu và động vật có xương sống trên cạn. Chúng có cùng một sơ đồ cấu trúc chung, các yếu tố cấu trúc tương tự nhau, mặc dù chúng phát triển từ các lá phôi khác nhau trong quá trình phát sinh bản thể và hoàn toàn không liên quan đến nhau. Sự giống nhau chỉ được giải thích bởi bản chất vật lý của ánh sáng.
Một ví dụ về các cơ quan tương tự là gai của thực vật, có tác dụng bảo vệ chúng khỏi bị động vật ăn thịt. Gai có thể phát triển từ lá (cúc gai), lá kèm (keo trắng), chồi (táo gai), vỏ cây (dâu đen). Chúng chỉ giống nhau về ngoại hình và chức năng mà chúng thực hiện.
Các cơ quan vết tích, các cấu trúc tương đối đơn giản hoặc kém phát triển đã mất đi mục đích ban đầu. Chúng được đẻ ra trong quá trình phát triển phôi thai, nhưng chưa phát triển đầy đủ. Đôi khi các cơ quan thô sơ thực hiện các chức năng khác nhau so với các cơ quan tương đồng của các sinh vật khác. Như vậy, ruột thừa thô sơ của con người thực hiện chức năng hình thành bạch huyết, trái ngược với cơ quan tương đồng - manh tràng ở động vật ăn cỏ. Những dấu vết thô sơ về đai chậu của cá voi và các chi của trăn xác nhận thực tế rằng cá voi có nguồn gốc từ động vật bốn chân trên cạn và trăn - từ tổ tiên có các chi phát triển.
Atavism là hiện tượng quay trở lại hình thức tổ tiên được quan sát thấy ở từng cá nhân. Ví dụ, màu sắc giống ngựa vằn ở ngựa con, núm vú phong phú ở người.
Bằng chứng địa sinh học cho sự tiến hóa.
Việc nghiên cứu hệ thực vật và động vật ở các lục địa khác nhau giúp tái tạo lại tiến trình chung của quá trình tiến hóa và xác định một số khu vực địa lý động vật có động vật trên cạn tương tự.
1. Vùng Holarctic hợp nhất các vùng Cổ Bắc Cực (Âu Á) và Tân Bắc Cực (Bắc Mỹ).
2. Vùng tân nhiệt đới (Nam Mỹ).
3. Vùng Ethiopia (Châu Phi).
4. Khu vực Ấn Độ-Mã Lai (Đông Dương, Malaysia, Philippines).
5. Khu vực Úc.
Trong mỗi lĩnh vực này đều có sự tương đồng lớn giữa thế giới động vật và thực vật. Các khu vực khác nhau bởi các nhóm đặc hữu nhất định.
Đặc hữu là các loài, chi, họ thực vật hoặc động vật, sự phân bố của chúng bị giới hạn trong một khu vực địa lý nhỏ, nghĩa là hệ thực vật hoặc động vật đặc trưng cho một khu vực nhất định. Sự phát triển của tính lưu hành thường gắn liền với sự cô lập về mặt địa lý. Ví dụ, sự tách biệt sớm nhất của Úc khỏi lục địa Gondwana phía nam (hơn 120 triệu năm) đã dẫn đến sự phát triển độc lập của một số loài động vật. Không cảm thấy áp lực từ những kẻ săn mồi vốn không có ở Úc, các loài động vật có vú đơn huyệt - động vật nguyên thủy - đã được bảo tồn ở đây: thú mỏ vịt và thú lông nhím; thú có túi: kangaroo, koala.
Ngược lại, hệ thực vật và động vật của vùng Cổ Bắc Cực và Tân Bắc Cực lại tương tự nhau. Ví dụ, các cây có quan hệ gần gũi bao gồm cây phong Mỹ và châu Âu, tần bì, thông và vân sam. Động vật có vú như nai sừng tấm, martens, chồn và gấu Bắc cực sống ở Bắc Mỹ và Âu Á. Bò rừng Mỹ được đại diện bởi một loài gia đình - bò rừng châu Âu. Những điểm tương đồng như vậy cho thấy sự thống nhất lâu dài của hai châu lục.
Bằng chứng cổ sinh vật học về sự tiến hóa.
Cổ sinh vật học nghiên cứu các sinh vật hóa thạch và cho phép chúng ta thiết lập quá trình lịch sử cũng như nguyên nhân của sự thay đổi trong thế giới hữu cơ. Dựa trên những phát hiện cổ sinh vật học, lịch sử phát triển của thế giới hữu cơ đã được biên soạn.
Các dạng chuyển tiếp hóa thạch là dạng sinh vật kết hợp các nhóm cổ xưa và hiện đại. Chúng giúp khôi phục kiểu phát sinh loài của từng nhóm riêng lẻ. Đại diện: Archaeopteryx - hình thái chuyển tiếp giữa bò sát và chim; Inostrantseviya là hình thức chuyển tiếp giữa loài bò sát và động vật có vú; psilophytes là một dạng chuyển tiếp giữa tảo và thực vật trên cạn.
Chuỗi cổ sinh vật học bao gồm các dạng hóa thạch và phản ánh quá trình phát sinh loài (phát triển lịch sử) của loài. Những hàng như vậy tồn tại đối với ngựa, voi và tê giác. Bộ sách cổ sinh vật học đầu tiên về ngựa được biên soạn bởi V. A. Kovalevsky (1842-1883).
Di tích là những loài thực vật hoặc động vật quý hiếm còn tồn tại trên một lãnh thổ nhất định và được bảo tồn từ các thời kỳ địa chất trước đây. Chúng được đặc trưng bởi các dấu hiệu của các nhóm tuyệt chủng trong thời đại trước. Việc nghiên cứu các hình thức còn sót lại cho phép chúng ta khôi phục lại diện mạo của các sinh vật bị mất tích, tái tạo lại điều kiện sống và lối sống của chúng. Hatteria là đại diện của loài bò sát nguyên thủy cổ đại. Những loài bò sát như vậy sống trong thời kỳ kỷ Jura và kỷ Phấn trắng. Cá vây chéo đã được biết đến từ kỷ Devon sớm. Những động vật này đã tạo ra động vật có xương sống trên cạn. Ginkgo là dạng thực vật nguyên thủy nhất. Lá to, hình quạt, cây tháng 11. Trên lãnh thổ Ukraine, trong số các loài thực vật còn sót lại, đỗ quyên vàng, thông phấn và ngàn quả mọng vẫn được bảo tồn. Trong số các loài động vật bị loại bỏ có loài xạ hương thông thường, loài chuột băng và các loài động vật khác.
So sánh các dạng sinh vật nguyên thủy và tiến bộ hiện đại giúp khôi phục một số đặc điểm của tổ tiên được cho là của dạng tiến bộ và phân tích quá trình của quá trình tiến hóa.
II. Bằng chứng phôi học (phôi học nghiên cứu sự phát triển phôi của một sinh vật).
1. Sự giống nhau của phôi.
a) Cấu trúc của phôi dây chằng giống với cơ thể của các loài động vật khác:
tế bào trứng - động vật nguyên sinh;
· gastrula – coelenterates;
· giun tròn;
· đại diện của phân nhóm Skullless.
b) Điều này cho thấy nguồn gốc chung của tất cả các dây âm.
2. Sự khác biệt về đặc điểm phôi (sự phân kỳ phôi).
a) Khi quá trình phát triển tiến triển, sự tương đồng giữa phôi của các loài khác nhau sẽ yếu đi.
b) Đặc điểm chi xuất hiện trước, sau đến loài.
· Sự tương đồng ban đầu về cấu trúc đầu giữa một đứa trẻ và một chú khỉ con dần dần biến mất.
3. Định luật sinh học Haeckel-Müller: mỗi cá thể trong quá trình phát triển cá thể (ontogen) lặp lại một cách ngắn gọn và chính xác lịch sử phát triển của loài mình (phát sinh chủng loại).
a) Ví dụ ở động vật:
· Mạch của phôi động vật có xương sống trên cạn tương tự như mạch của cá;
· Phôi người có khe mang.
· Sâu bướm và ấu trùng bọ cánh cứng có cấu trúc tương tự như giun đốt.
· Nòng nọc lưỡng cư có hình dáng giống cá.
b) Ví dụ ở thực vật:
· Vảy chồi ở chồi cây phát triển giống như lá.
· Cánh hoa của nụ lúc đầu có màu xanh, sau có màu đặc trưng.
· Từ bào tử rêu, đầu tiên xuất hiện sợi xanh, tương tự như tảo dạng sợi (đã trưởng thành).
c) Sửa đổi quy luật sinh học.
· Ở phôi, sự lặp lại phát sinh chủng loại có thể bị gián đoạn do sự thích nghi với điều kiện sống trong quá trình phát sinh bản thể. Xuất hiện: màng phôi, túi noãn hoàng ở trứng cá, mang ngoài ở nòng nọc, kén ở tằm.
· Sự phát sinh bản thể không phản ánh đầy đủ phát sinh loài do xuất hiện các đột biến làm thay đổi quá trình phát triển của phôi (ở phôi rắn, tất cả các đốt sống được hình thành cùng một lúc, tức là số lượng của chúng không tăng dần; ở chim, năm- giai đoạn ngón tay phát triển chi đã giảm; phôi phát triển 4 ngón chứ không phải 5, chỉ có 3 ngón mọc ở cánh).
· Trong quá trình phát triển bản thể, có sự lặp lại các giai đoạn phát triển phôi thai chứ không phải ở dạng trưởng thành (Lancelet lặp lại trong quá trình phát triển bản thể các giai đoạn chung với ấu trùng bơi tự do của ascidian, chứ không phải với dạng trưởng thành, cố định của nó).
d) Những quan niệm hiện đại về quy luật sinh học.
· Severtsov cho thấy do những thay đổi trong quá trình phát triển nên một số giai đoạn phát triển của phôi có thể bị mất đi; những thay đổi trong các cơ quan của phôi xảy ra mà tổ tiên không có; loài mới phát sinh; bộc lộ những đặc điểm mới (ví dụ lưỡng cư có đuôi (sa giông) và không đuôi (ếch) có nguồn gốc từ cùng một tổ tiên: ấu trùng sa giông dài vì có nhiều đốt sống, ở ấu trùng ếch số lượng đốt sống giảm do đột biến; phôi thằn lằn có ít đốt sống hơn phôi rắn, do đột biến trong quá trình phát triển).
III. Bằng chứng địa sinh học (Địa sinh học nghiên cứu sự phân bố của động vật và thực vật trên Trái đất).
1. Có 5 vùng địa động vật không khác nhau về lớp và loài động vật:
a) Toàn cực;
b) Ấn Độ-Malaysia;
c) Ethiopia;
d) Úc;
e) Vùng tân nhiệt đới.
2. Các khu vực khác nhau tùy theo họ, bộ và chi.
a) Ở Úc, tất cả các loài động vật có vú đều là thú có túi.
b) New Zealand là quê hương của đại diện duy nhất của bộ thằn lằn mỏ - hatteria.
c) Có các loài phong, tần bì, thông của Mỹ và châu Âu.
3. Nguyên nhân giống và khác nhau giữa hệ động vật và thực vật.
a) Cách ly nơi ở.
· Nếu sự cô lập xảy ra gần đây thì có nhiều điểm tương đồng hơn là khác biệt: Eo biển Bering mới được hình thành gần đây nên hệ động vật của châu Á khác rất ít so với hệ động vật của châu Mỹ; Bắc và Nam Mỹ gần đây đã thống nhất nên hệ động vật của chúng khác nhau; Úc đã tách biệt khỏi phần còn lại của các lục địa từ lâu nên có hệ động thực vật độc đáo và quá trình tiến hóa diễn ra chậm vì Úc tương đối nhỏ; Hệ động vật và thực vật của các đảo và các vùng nước khép kín rất độc đáo.
4. Sự phân bố địa lý hiện đại của động vật và thực vật chỉ có thể được giải thích từ quan điểm tiến hóa.
IV. Cổ sinh vật học (Cổ sinh vật học nghiên cứu các sinh vật hóa thạch, điều kiện sống và nơi chôn cất của chúng).
1. Sự thay đổi của hệ động vật và thực vật trên Trái đất.
a) Ở những lớp cổ xưa nhất, chỉ tìm thấy động vật không xương sống.
b) Lớp càng trẻ thì tàn tích càng gần với các loài hiện đại.
c) Với sự trợ giúp của các phát hiện cổ sinh vật học, người ta có thể thiết lập chuỗi phát sinh chủng loại và các dạng chuyển tiếp.
2. Các dạng chuyển tiếp hóa thạch– các dạng sinh vật kết hợp các đặc điểm của các dạng già hơn và trẻ hơn.
a) Bò sát răng thú được phát hiện ở Bắc Dvina (chi Inostrantseviya). Chúng giống với động vật có vú về cấu trúc các cơ quan sau: hộp sọ; xương sống; các chi không nằm ở hai bên cơ thể như ở loài bò sát mà ở dưới cơ thể như ở động vật có vú; răng phân hóa thành răng nanh, răng cửa và răng hàm.
b) khảo cổ họcx- một dạng chuyển tiếp giữa chim và bò sát, được phát hiện trong các lớp của kỷ Jura (150 triệu năm trước).
· Dấu hiệu của chim: chi sau có xương cổ chân, cánh và lông, hình dáng bên ngoài.
· Đặc điểm của loài bò sát: đuôi dài gồm có đốt sống; xương sườn bụng; sự hiện diện của răng; móng vuốt ở chi trước.
· Nó bay kém vì những lý do sau: xương ức không có sống tàu, tức là. cơ ngực yếu; cột sống và xương sườn không được hỗ trợ một cách cứng nhắc như ở loài chim.
V) thực vật Psilophytes- dạng chuyển tiếp giữa tảo và thực vật trên cạn.
· Có nguồn gốc từ tảo xanh.
· Thực vật có mạch mang bào tử bậc cao - rêu, cỏ đuôi ngựa và dương xỉ - có nguồn gốc từ thực vật psilophytes.
· Xuất hiện trong kỷ Silur và lan rộng trong kỷ Devon.
· Sự khác biệt giữa tảo và bào tử bậc cao: psilophytes – thực vật thân thảo và thân gỗ mọc dọc theo bờ biển; có thân phân nhánh và có vảy; da có khí khổng; thân ngầm giống thân rễ với thân rễ; thân cây được biệt hóa thành các mô dẫn điện, mô liên kết và mô cơ học.
3. Chuỗi phát sinh chủng loại– một loạt các dạng nhất định liên tiếp thay thế nhau trong quá trình tiến hóa (phát sinh chủng loại).
a) V. O. Kovalevsky đã khôi phục lại quá trình tiến hóa của loài ngựa, xây dựng chuỗi phát sinh loài của nó.
· Eohippus, sống ở thời Paleogen, có kích thước bằng một con cáo, có chi trước bốn ngón và chi sau ba ngón. Răng có hình củ (dấu hiệu của tính ăn tạp).
· Vào thời Neogen, khí hậu trở nên khô cằn hơn, thảm thực vật thay đổi và Eohippus tiến hóa qua một số dạng: Eohippus, Merigippus, Hipparion và ngựa hiện đại.
· Dấu hiệu eohippus đã thay đổi: chân dài ra; móng vuốt biến thành móng guốc; bề mặt đỡ giảm nên số ngón tay giảm xuống còn một; chạy nhanh giúp cột sống chắc khỏe hơn; quá trình chuyển đổi sang thức ăn thô dẫn đến sự hình thành các răng gấp.
Bằng chứng về nguồn gốc động vật của con người dựa trên bằng chứng về sự tiến hóa của thế giới hữu cơ.
I. Bằng chứng cổ sinh vật học
1. Các dạng hóa thạch.
2. Các hình thức chuyển tiếp.
3. Chuỗi phát sinh gen.
Các phát hiện cổ sinh vật học giúp khôi phục diện mạo của các loài động vật đã tuyệt chủng, cấu trúc, điểm tương đồng và khác biệt của chúng với các loài hiện đại. Điều này giúp có thể theo dõi sự phát triển của thế giới hữu cơ theo thời gian. Ví dụ, trong các tầng địa chất cổ đại, người ta chỉ tìm thấy dấu tích của các đại diện động vật không xương sống, ở những loài sau này - động vật có dây sống và trong các trầm tích trẻ - những động vật tương tự như động vật hiện đại.
Các phát hiện cổ sinh vật học xác nhận sự tồn tại của tính liên tục giữa các nhóm hệ thống khác nhau. Trong một số trường hợp, có thể tìm thấy các dạng hóa thạch (ví dụ, Sinanthropus), trong những trường hợp khác, là các dạng chuyển tiếp, kết hợp các đặc điểm của các đại diện cổ xưa và trẻ hơn trong lịch sử.
Trong nhân chủng học, các dạng như vậy là: dryopithecines, australopithecines, v.v.
Trong thế giới động vật, các dạng như vậy là: Archaeopteryx - dạng chuyển tiếp giữa bò sát và chim; inostracevia - một dạng chuyển tiếp giữa loài bò sát và động vật có vú; psilophytes - giữa tảo và thực vật trên cạn.
Dựa trên những phát hiện như vậy, có thể thiết lập chuỗi phát sinh chủng loại (cổ sinh vật học) - những dạng liên tiếp thay thế nhau trong quá trình tiến hóa.
Do đó, các phát hiện cổ sinh vật học chỉ ra rõ ràng rằng khi chúng ta chuyển từ các lớp trái đất cổ xưa hơn sang các lớp hiện đại, mức độ tổ chức của động vật và thực vật sẽ tăng dần, đưa chúng đến gần hơn với các lớp hiện đại.
II. Bằng chứng địa sinh học
1. So sánh thành phần loài với lịch sử lãnh thổ.
2. Hình thức đảo.
3. Di tích.
Địa sinh học nghiên cứu các mô hình phân bố của thế giới thực vật (thực vật) và động vật (động vật) trên Trái đất.
Nó đã được thiết lập: sự cô lập của các bộ phận riêng lẻ trên hành tinh xảy ra càng sớm thì sự khác biệt giữa các sinh vật sống ở các vùng lãnh thổ này càng lớn - các dạng đảo.
Do đó, hệ động vật ở Úc rất đặc biệt: nhiều nhóm động vật Á-Âu không có ở đây, nhưng những nhóm không tìm thấy ở các khu vực khác trên Trái đất vẫn được bảo tồn, chẳng hạn như động vật có vú có túi noãn (thú mỏ vịt, chuột túi, v.v.). Đồng thời, hệ động vật của một số hòn đảo tương tự như đất liền (ví dụ Quần đảo Anh, Sakhalin), điều này cho thấy sự cô lập gần đây của chúng với lục địa. Do đó, sự phân bố của các loài động vật và thực vật trên bề mặt hành tinh phản ánh quá trình phát triển lịch sử của Trái đất và quá trình tiến hóa của các sinh vật sống.
Di tích là những loài sinh vật có phức hợp đặc điểm đặc trưng của các nhóm đã tuyệt chủng từ lâu ở các thời đại trước. Các hình thức còn sót lại cho thấy hệ thực vật và động vật trong quá khứ xa xôi của Trái đất.
Ví dụ về các hình thức bị loại bỏ là:
1. Hatteria là loài bò sát có nguồn gốc từ New Zealand. Loài này là đại diện còn sống duy nhất của lớp con Thằn lằn Proto trong lớp Bò sát.
2. Cá vây tay (coelocanthus) là loài cá vây thùy sống ở vùng biển sâu ngoài khơi bờ biển Đông Phi. Đại diện duy nhất của bộ cá vây thùy, gần gũi nhất với động vật có xương sống trên cạn.
3. Ginkgo biloba là một loại cây còn sót lại. Hiện nay phổ biến ở Trung Quốc và Nhật Bản chỉ làm cây cảnh. Sự xuất hiện của bạch quả cho phép chúng ta tưởng tượng những dạng cây đã tuyệt chủng trong kỷ Jura.
Trong nhân chủng học, một vượn nhân hình còn sót lại có nghĩa là “Bigfoot” trong thần thoại.
III. So sánh phôi học
1. Định luật tương tự mầm bệnh của K. Baer.
2. Định luật sinh học Haeckel-Müller.
3. Nguyên tắc tóm tắt.
Phôi học là một khoa học nghiên cứu sự phát triển phôi của sinh vật. Dữ liệu từ phôi học so sánh cho thấy những điểm tương đồng trong quá trình phát triển phôi của tất cả các loài động vật có xương sống.
Định luật tương tự dòng mầm của Karl Baer(1828) (Darwin đã đặt tên này cho luật), chỉ ra một nguồn gốc chung: phôi của các nhóm hệ thống khác nhau giống nhau hơn nhiều so với các dạng trưởng thành của cùng một loài.
Trong quá trình bản thể, đặc điểm của loại xuất hiện đầu tiên, sau đó đến lớp, thứ tự và cuối cùng xuất hiện là đặc điểm của loài.
Những quy định chính của pháp luật:
1) Trong quá trình phát triển phôi, phôi của động vật cùng loại lần lượt trải qua các giai đoạn - hợp tử, phôi nang, hastrula, phát sinh mô, phát sinh cơ quan;
2) phôi trong quá trình phát triển của chúng di chuyển từ
những đặc điểm chung hơn đến những đặc điểm cụ thể hơn;
3) phôi của các loài khác nhau dần dần tách ra khỏi nhau, có những đặc điểm riêng.
Các nhà khoa học Đức F. Müller (1864) và E. Haeckel (1866) đã độc lập xây dựng một định luật di truyền sinh học, được gọi là Định luật Haeckel-Müller: phôi thai trong quá trình phát triển cá thể (ontogen) lặp lại một thời gian ngắn lịch sử phát triển của loài (phát sinh loài).
Sự lặp lại các cấu trúc đặc trưng của tổ tiên trong quá trình tạo phôi của con cháu được gọi là - tóm tắt.
Ví dụ về tóm tắt là: notochord, năm cặp núm vú, một số lượng lớn chồi lông, gai sụn, vòm mang, 6-7 nụ ngón tay, các giai đoạn phát triển chung của đường ruột, sự hiện diện của cloaca, sự thống nhất của hệ tiêu hóa và hô hấp hệ thống, sự phát triển phát sinh gen của tim và mạch chính, khe mang , tất cả các giai đoạn phát triển của ống ruột, tái hấp thu trong sự phát triển của thận (tiền thận, sơ cấp, thứ cấp), tuyến sinh dục không phân biệt, tuyến sinh dục trong khoang bụng, kênh Müllerian ghép nối từ đó hình thành ống dẫn trứng, tử cung, âm đạo; các giai đoạn chính của quá trình phát sinh loài của hệ thần kinh (ba túi não).
Không chỉ các đặc điểm hình thái được tóm tắt lại mà còn cả các đặc điểm sinh hóa và sinh lý - sự giải phóng amoniac của phôi và trong giai đoạn phát triển sau này - axit uric.
Theo dữ liệu phôi học so sánh, trong giai đoạn đầu của quá trình phát triển phôi, phôi người phát triển những dấu hiệu đặc trưng của loại Chordata, sau này hình thành các đặc điểm của phân loại Động vật có xương sống, sau đó là lớp Động vật có vú, lớp Nhau thai và bộ Linh trưởng.
IV. Giải phẫu so sánh
1. Sơ đồ chung về cấu trúc thân xe.
2. Cơ quan tương đồng.
3. Sự thô sơ và sự thờ ơ.
Giải phẫu so sánh nghiên cứu những điểm tương đồng và khác biệt trong cấu trúc của sinh vật. Bằng chứng thuyết phục đầu tiên về sự thống nhất của thế giới hữu cơ là sự ra đời của lý thuyết tế bào.
Quy hoạch xây dựng thống nhất: tất cả các dây sống đều được đặc trưng bởi sự hiện diện của bộ xương trục - dây sống; phía trên dây sống có ống thần kinh, dưới dây sống có ống tiêu hóa, và ở phía bụng có mạch máu trung tâm.
sẵn có cơ quan tương đồng - các cơ quan có cùng nguồn gốc, cấu trúc giống nhau nhưng thực hiện các chức năng khác nhau.
Tương đồng là chi trước của chuột chũi và ếch, cánh của chim, chân chèo của hải cẩu, chân trước của ngựa và bàn tay của con người.
Ở người, giống như ở tất cả các dây sống, các cơ quan và hệ cơ quan có cấu trúc và chức năng tương tự nhau. Giống như tất cả các loài động vật có vú, con người có vòm động mạch chủ trái, nhiệt độ cơ thể không đổi, cơ hoành, v.v.
Các cơ quan có cấu trúc và nguồn gốc khác nhau nhưng thực hiện các chức năng giống nhau được gọi là tương tự(ví dụ như cánh bướm và cánh chim). Để thiết lập mối quan hệ giữa các sinh vật và chứng minh sự tiến hóa, các cơ quan giống nhau không quan trọng.
thô sơ- các cơ quan chưa phát triển, trong quá trình tiến hóa, mất đi ý nghĩa nhưng vẫn tồn tại ở tổ tiên chúng ta. Sự hiện diện của những điều thô sơ chỉ có thể được giải thích
thực tế là ở tổ tiên chúng ta, các cơ quan này hoạt động và phát triển tốt, nhưng trong quá trình tiến hóa, chúng mất đi tầm quan trọng.
Ở người có khoảng 100: răng khôn, tóc kém phát triển, cơ vận động vành tai, xương cụt, cơ nhĩ, ruột thừa, tử cung nam, cơ dựng tóc; sự thô sơ của túi thanh âm trong thanh quản; đường viền lông mày; 12 đôi sườn; răng khôn, mỏm sâu, số đốt sống cụt khác nhau, thân cánh tay đầu.
Nhiều sự thô sơ chỉ tồn tại trong thời kỳ phôi thai rồi biến mất.
Những điều cơ bản được đặc trưng bởi tính biến đổi: từ hoàn toàn vắng mặt đến sự phát triển đáng kể, có tầm quan trọng thực tế đối với bác sĩ, đặc biệt là bác sĩ phẫu thuật.
sự phản kháng- Biểu hiện ở con cháu những đặc điểm đặc trưng của tổ tiên xa. Không giống như những điều cơ bản, chúng là những sai lệch so với chuẩn mực.
Những lý do có thể dẫn đến sự hình thành các dị tật: đột biến gen điều hòa hình thái.
Có ba loại atavism:
1) các cơ quan kém phát triển khi chúng đang ở giai đoạn tái hấp thu - tim ba ngăn, “hở hàm ếch”;
2) bảo tồn và phát triển hơn nữa đặc điểm tóm lại của tổ tiên - bảo tồn quai động mạch chủ phải;
3) vi phạm sự chuyển động của các cơ quan trong quá trình sinh sản - tim ở vùng cổ tử cung, tinh hoàn ẩn.
Dị tật có thể ở mức độ trung tính: răng nanh nhô ra mạnh mẽ, các cơ di chuyển vành tai phát triển mạnh mẽ; và có thể biểu hiện dưới dạng các bất thường về phát triển hoặc dị dạng: rậm lông (tăng lông), rò cổ tử cung, thoát vị cơ hoành, còn ống động mạch, lỗ trên vách liên thất. Nhiều núm vú, đa nang - sự gia tăng số lượng tuyến vú, không hợp nhất các quá trình gai góc của đốt sống (tật nứt đốt sống), cột sống đuôi, nhiều ngón, bàn chân bẹt, ngực hẹp, bàn chân khoèo, xương bả vai cao, không hợp nhất vòm miệng cứng - “hở hàm ếch”, dị tật của hệ thống nha khoa, lưỡi chẻ đôi, rò cổ, rút ngắn ruột, bảo tồn lỗ huyệt (lỗ chung cho trực tràng và lỗ sinh dục), lỗ rò giữa thực quản và khí quản, kém phát triển và thậm chí bất sản cơ hoành, tim hai ngăn, khuyết tật vách ngăn tim, bảo tồn cả hai vòm, bảo tồn ống động mạch, chuyển vị mạch máu (cung trái rời khỏi tâm thất phải, cung động mạch chủ phải rời khỏi tâm thất trái), xương chậu vị trí của thận, lưỡng tính, tinh hoàn ẩn, tử cung hai sừng, tử cung nhân đôi, vỏ não chưa phát triển (proencephaly), agyria (không có nếp nhăn não).
Nghiên cứu giải phẫu so sánh của các sinh vật giúp xác định các dạng chuyển tiếp hiện đại. Ví dụ, các loài động vật đầu tiên (echidna, thú mỏ vịt) có lỗ huyệt, đẻ trứng như bò sát nhưng lại nuôi con bằng sữa như động vật có vú. Việc nghiên cứu các hình thức chuyển tiếp giúp thiết lập mối quan hệ họ hàng giữa các đại diện của các nhóm có hệ thống khác nhau.
V. Bằng chứng di truyền phân tử
1. Tính phổ quát của mã di truyền.
2. Sự tương đồng về trình tự protein và nucleotide.
Điểm tương đồng giữa con người và loài vượn (điểm tương đồng giữa loài pongid và loài vượn nhân hình) Có nhiều bằng chứng về mối quan hệ giữa con người và loài vượn hiện đại. Con người gần gũi nhất với khỉ đột và tinh tinh
I. Đặc điểm giải phẫu chung
Con người và khỉ đột có 385 đặc điểm giải phẫu chung, con người và tinh tinh có 369, con người và đười ươi có 359: - thị giác hai mắt, sự phát triển dần dần của thị giác và xúc giác với khứu giác yếu đi, phát triển cơ mặt, kiểu cầm nắm các chi, phản đối các giác quan. ngón tay cái đến phần còn lại, gai đuôi giảm, sự hiện diện của ruột thừa, một số lượng lớn các nếp nhăn ở bán cầu não, sự hiện diện của các mô nhú trên ngón tay, lòng bàn tay và lòng bàn chân, móng tay, xương đòn phát triển, ngực phẳng rộng, móng tay thay vì móng vuốt, khớp vai cho phép di chuyển với phạm vi lên tới 180°.
II Sự giống nhau về kiểu nhân
■ Tất cả các loài vượn lớn đều có số nhiễm sắc thể lưỡng bội là 2/n = 48. Ở người, 2n = 46.
Hiện nay người ta đã xác định rằng cặp nhiễm sắc thể thứ 2 ở người là sản phẩm của sự hợp nhất của hai nhiễm sắc thể khỉ (quang sai giữa các nhiễm sắc thể - chuyển vị).
■ Sự tương đồng của 13 cặp nhiễm sắc thể giữa họ pongidae và con người đã được tiết lộ, được thể hiện ở cùng một kiểu sọc nhiễm sắc thể (cùng cách sắp xếp các gen).
■ Đường vân chéo của tất cả các nhiễm sắc thể đều rất giống nhau. Tỷ lệ giống nhau về gen ở người và tinh tinh lên tới 91, ở người và vượn là 66.
■ Phân tích trình tự axit amin trong protein của người và tinh tinh cho thấy chúng giống nhau đến 99%.
III. Sự tương đồng về hình thái
Cấu trúc của protein tương tự nhau: ví dụ, huyết sắc tố. Nhóm máu của khỉ đột và tinh tinh rất gần với nhóm^ hệ thống ABO của vượn lớn và con người^ máu của loài tinh tinh lùn Bonobos tương ứng với con người.
Kháng nguyên yếu tố Rh đã được tìm thấy ở cả người và loài vượn thấp hơn, loài khỉ rhesus.
Những điểm tương đồng được quan sát thấy trong quá trình mắc các bệnh khác nhau, điều này đặc biệt có giá trị trong nghiên cứu sinh học và y học.
Sự giống nhau dựa trên định luật chuỗi tương đồng của Vavilov. Trong các thí nghiệm, các bệnh như giang mai, sốt thương hàn, dịch tả, bệnh lao, v.v. đã thu được ở loài khỉ.
Loài khỉ gần gũi với con người về thời gian mang thai, khả năng sinh sản hạn chế và thời điểm dậy thì.
Sự khác biệt giữa người và vượn
1. Đặc điểm đặc trưng nhất giúp phân biệt con người với loài vượn là sự phát triển tiến bộ của não bộ. Ngoài khối lượng lớn hơn, bộ não con người còn có những đặc điểm quan trọng khác:
Thùy trán và thùy đỉnh phát triển hơn, nơi tập trung các trung tâm quan trọng nhất của hoạt động tinh thần và lời nói (hệ thống tín hiệu thứ hai);
Số lượng luống nhỏ tăng lên đáng kể;
Một phần quan trọng của vỏ não con người có liên quan đến lời nói. Các thuộc tính mới đã xuất hiện - âm thanh và ngôn ngữ viết, tư duy trừu tượng.
2. Đi đứng thẳng (bipedia) với bàn chân đặt từ gót chân đến ngón chân và hoạt động lao động đòi hỏi phải tái cơ cấu nhiều cơ quan.
Con người là động vật có vú hiện đại duy nhất đi bằng hai chi. Một số loài khỉ cũng có khả năng đi thẳng nhưng chỉ trong thời gian ngắn.
Thích nghi với sự vận động bằng hai chân.
Vị trí cơ thể ít nhiều thẳng và việc chuyển trung tâm cũng chủ yếu sang các chi sau đã làm thay đổi đáng kể mối quan hệ giữa tất cả chúng ta ở động vật:
Ngực trở nên rộng hơn và ngắn hơn,
Cột sống dần dần mất đi hình dạng vòm, đặc trưng của tất cả các loài động vật di chuyển bằng bốn chân và có hình dạng 3, giúp nó linh hoạt (hai cong và hai cong),
Sự dịch chuyển của lỗ lớn,
Xương chậu được mở rộng, chịu áp lực của các cơ quan nội tạng, ngực phẳng, Tại chi dưới khỏe hơn (xương và cơ của chi dưới (xương đùi có thể chịu được tải trọng lên tới 1650 kg), bàn chân cong (không giống bàn chân phẳng của khỉ),
Ngón chân cái không hoạt động
Các chi trên không còn đóng vai trò hỗ trợ khi di chuyển, trở nên ngắn hơn và nhỏ hơn. Họ bắt đầu thực hiện nhiều động tác khác nhau. Điều này hóa ra lại rất hữu ích vì nó giúp việc lấy thức ăn trở nên dễ dàng hơn.
3. Phức hợp “bàn tay lao động” -
Các cơ ngón tay cái được phát triển tốt hơn
Tăng khả năng vận động và sức mạnh của bàn tay,
Mức độ đối lập cao của ngón tay cái trên bàn tay,
Các bộ phận của não cung cấp các chuyển động tinh tế của bàn tay được phát triển tốt.
4. Những thay đổi trong cấu trúc hộp sọ gắn liền với sự hình thành ý thức và sự phát triển của hệ thống tín hiệu thứ hai.
Trong hộp sọ, phần não chiếm ưu thế hơn phần mặt,
Đường chân mày kém phát triển hơn
Giảm khối lượng của hàm dưới,
Khuôn mặt được làm thẳng,
Kích thước răng nhỏ (đặc biệt là răng nanh so với động vật),
Con người thường có cằm nhô ra ở hàm dưới.
5. Chức năng nói
Sự phát triển của sụn và dây chằng thanh quản,
Cằm nhô ra rõ rệt. Sự hình thành của cằm có liên quan đến sự xuất hiện của giọng nói và những thay đổi đồng thời ở xương sọ mặt.
Sự phát triển của lời nói trở nên khả thi nhờ vào sự phát triển của hai phần của hệ thần kinh: vùng Broca, giúp chúng ta có thể mô tả nhanh chóng và tương đối chính xác kinh nghiệm tích lũy bằng các nhóm từ có trật tự, và vùng Wernicke, cho phép chúng ta nhanh chóng mô tả hiểu và áp dụng trải nghiệm này được truyền đạt bằng lời nói - kết quả của nó là sự tăng tốc trao đổi thông tin bằng lời nói và đơn giản hóa việc tiếp thu các khái niệm mới.
6. Một người đã từng bị rụng tóc.
7. Sự khác biệt cơ bản giữa Homo sapiens và tất cả các loài động vật là khả năng chế tạo công cụ lao động có mục đích (hoạt động lao động có mục đích), cho phép con người hiện đại chuyển từ chinh phục thiên nhiên sang quản lý nó một cách thông minh.
Các dấu hiệu như:
1- tư thế đứng thẳng (bipedia),
2 tay thích nghi với công việc và
3- bộ não phát triển cao - gọi là bộ ba vượn nhân hình. Sự tiến hóa của dòng dõi người đã diễn ra theo hướng hình thành của nó.
Tất cả các ví dụ trên chỉ ra rằng, mặc dù có một số đặc điểm giống nhau, nhưng một người lại có sự khác biệt đáng kể. từ đồng khỉ tạm thời.
Để chứng minh thuyết tiến hóa, Charles Darwin đã sử dụng rộng rãi nhiều bằng chứng từ các lĩnh vực cổ sinh vật học, địa sinh học và hình thái học. Sau đó, những sự thật thu được đã tái hiện lại lịch sử phát triển của thế giới hữu cơ và là bằng chứng mới về sự thống nhất về nguồn gốc của các sinh vật sống và sự biến đổi của các loài trong tự nhiên.
Phát hiện cổ sinh vật học - có lẽ là bằng chứng thuyết phục nhất về quá trình tiến hóa. Chúng bao gồm hóa thạch, dấu ấn, di tích hóa thạch, dạng chuyển tiếp hóa thạch, chuỗi phát sinh chủng loại, trình tự các dạng hóa thạch. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn một số trong số họ.
1. Các dạng chuyển tiếp hóa thạch- các dạng sinh vật kết hợp các đặc điểm của nhóm già và nhóm trẻ.
Mối quan tâm đặc biệt của thực vật là psilophyte. Chúng có nguồn gốc từ tảo, là loài thực vật đầu tiên chuyển sang sống trên cạn và phát triển thành các cây có hạt và bào tử cao hơn. Hạt giống dương xỉ - một hình thức chuyển tiếp giữa dương xỉ và thực vật hạt trần, và tuế - giữa thực vật hạt trần và thực vật hạt kín.
Trong số các loài động vật có xương sống hóa thạch, người ta có thể phân biệt các dạng chuyển tiếp giữa tất cả các lớp của phân nhóm này. Ví dụ, nhóm lâu đời nhất cá vây thùy đã tạo ra loài lưỡng cư đầu tiên - bệnh não stegocephalus (Hình 3.15, 3.16). Điều này có thể thực hiện được là do cấu trúc đặc trưng của bộ xương cặp vây của cá vây thùy, vốn có những điều kiện tiên quyết về mặt giải phẫu để chúng biến đổi thành các chi năm ngón của động vật lưỡng cư nguyên thủy. Các hình thức được biết là tạo thành sự chuyển đổi giữa loài bò sát và động vật có vú. Chúng bao gồm thằn lằn thú (bệnh ngoại lai) (Hình 3.17). Và mối liên kết giữa loài bò sát và loài chim là mỗi con chim (Archaaeopteryx) (Hình 3.18).
Sự hiện diện của các dạng chuyển tiếp chứng tỏ sự tồn tại của các mối liên hệ phát sinh chủng loại giữa các sinh vật hiện đại và các sinh vật đã tuyệt chủng, đồng thời giúp xây dựng một hệ thống tự nhiên và cây phả hệ của hệ thực vật và động vật.
2. Chuỗi cổ sinh vật học- chuỗi các dạng hóa thạch có liên quan với nhau trong quá trình tiến hóa và phản ánh quá trình phát sinh loài (từ tiếng Hy Lạp. phylon- thị tộc, bộ tộc, nguồn gốc- nguồn gốc). Một ví dụ kinh điển về việc sử dụng hàng loạt hóa thạch để làm sáng tỏ lịch sử của một nhóm động vật cụ thể là sự tiến hóa của loài ngựa. Nhà khoa học Nga V.O. Kovalevsky (1842-1883) đã chỉ ra quá trình tiến hóa dần dần của loài ngựa, chứng minh rằng các dạng hóa thạch kế tiếp nhau ngày càng giống với các dạng hóa thạch hiện đại (Hình 3.20).
Động vật một ngón hiện đại có nguồn gốc từ tổ tiên nhỏ năm ngón sống trong rừng cách đây 60-70 triệu năm. Biến đổi khí hậu đã dẫn đến sự gia tăng diện tích thảo nguyên và sự lây lan của ngựa trên khắp chúng. Di chuyển trên quãng đường dài để tìm kiếm thức ăn và bảo vệ khỏi những kẻ săn mồi đã góp phần vào sự biến đổi của các chi. Đồng thời, kích thước cơ thể và hàm tăng lên, cấu trúc của răng trở nên phức tạp hơn, v.v.
Cho đến nay, người ta đã biết đủ số lượng loạt cổ sinh vật học (vòi, động vật ăn thịt, động vật giáp xác, tê giác, một số nhóm động vật không xương sống), chứng minh sự tồn tại của một quá trình tiến hóa và khả năng nguồn gốc của loài này từ loài khác.
Bằng chứng hình thái đều dựa trên nguyên tắc: sự giống nhau sâu sắc bên trong của sinh vật có thể biểu hiện mối quan hệ giữa các dạng so sánh, do đó, sự giống nhau càng lớn thì mối quan hệ của chúng càng chặt chẽ.
1. Tính tương đồng của các cơ quan. Các cơ quan có cấu trúc giống nhau và có nguồn gốc chung được gọi là tương đồng. Chúng chiếm cùng một vị trí trong cơ thể động vật, phát triển từ những nguyên tắc cơ bản giống nhau và có cùng sơ đồ cấu trúc. Một ví dụ điển hình về tính tương đồng là các chi của động vật có xương sống trên cạn (Hình 3.21). Do đó, bộ xương của các chi trước tự do của chúng nhất thiết phải có xương cánh tay, cẳng tay, bao gồm xương quay và xương trụ, và một bàn tay (cổ tay, xương bàn tay và các đốt ngón tay). Mô hình tương đồng tương tự cũng được quan sát thấy khi so sánh bộ xương của các chi sau. Ở ngựa, xương đá phiến tương đồng với xương bàn tay của ngón thứ hai và thứ tư của các loài động vật móng guốc khác. Rõ ràng là ở loài ngựa hiện đại những ngón chân này đã biến mất trong quá trình tiến hóa.
Người ta đã chứng minh rằng tuyến độc của rắn tương đồng với tuyến nước bọt của các loài động vật khác, vết đốt của ong là tương đồng của cơ quan đẻ trứng, và vòi hút của bướm là tương đồng của cặp hàm dưới của các loài động vật khác. côn trùng.
Thực vật cũng có cơ quan tương đồng. Ví dụ, gân đậu, gai xương rồng và gai của cây dâu tây là những chiếc lá đã được biến đổi.
Thiết lập tính tương đồng của các cơ quan cho phép chúng ta tìm ra mức độ quan hệ giữa các sinh vật.
2. Sự tương tự.Cơ quan tương tự - Đây là những cơ quan có hình dáng bên ngoài giống nhau, thực hiện các chức năng giống nhau nhưng có nguồn gốc khác nhau. Các cơ quan này chỉ biểu thị một hướng thích nghi tương tự của sinh vật, được xác định trong
quá trình tiến hóa thông qua tác động của chọn lọc tự nhiên. Mang ngoài của nòng nọc, mang cá, giun đốt nhiều tơ và ấu trùng côn trùng thủy sinh (như chuồn chuồn) đều tương tự nhau. Ngà hải mã (răng nanh biến đổi) và ngà voi (răng cửa mọc quá mức) là những cơ quan tương tự điển hình vì chức năng của chúng tương tự nhau. Ở thực vật, gai nhân sâm (lá biến đổi), gai keo trắng (bướm biến đổi) và hoa hồng hông (phát triển từ tế bào vỏ cây) đều tương tự nhau.
Sự thô sơ.vết tích (từ lat. sự thô sơ- thô sơ, cơ sở sơ cấp) là các cơ quan được hình thành trong quá trình phát triển phôi thai, nhưng sau đó ngừng phát triển và tồn tại ở dạng trưởng thành ở trạng thái kém phát triển.
Nói cách khác, sự thô sơ là những cơ quan đã mất đi chức năng. Những di tích thô sơ là bằng chứng có giá trị nhất về lịch sử phát triển của thế giới hữu cơ và nguồn gốc chung của các dạng sống. Ví dụ, thú ăn kiến có răng thô sơ, con người có cơ tai, cơ da, mí mắt thứ ba, rắn có tứ chi (Hình 3.22). Sự phản kháng. (từ lat. Sự xuất hiện ở các cá thể sinh vật bất kỳ loại đặc điểm nào đã tồn tại ở tổ tiên xa xôi nhưng đã bị mất đi trong quá trình tiến hóa, được gọi là- tổ tiên). Ở người, dị tật là đuôi, lông trên toàn bộ bề mặt cơ thể và nhiều núm vú (Hình 3.23). Trong số hàng nghìn con ngựa một ngón, có những mẫu vật có tứ chi ba ngón. Atavisms không mang bất kỳ chức năng quan trọng nào đối với loài, nhưng cho thấy mối quan hệ lịch sử giữa các dạng liên quan đã tuyệt chủng và hiện đang tồn tại.
Bằng chứng phôi học stva. Vào nửa đầu thế kỷ 19. Nhà phôi học người Nga K.M. Baer (1792-1876) đã đưa ra định luật về sự giống nhau của mầm bệnh: các giai đoạn phát triển cá thể càng sớm được nghiên cứu thì càng tìm thấy nhiều điểm tương đồng giữa các sinh vật khác nhau.
Ví dụ, trong giai đoạn đầu phát triển, phôi của động vật có xương sống không khác nhau. Chỉ ở giai đoạn giữa mới xuất hiện những đặc điểm đặc trưng của cá và lưỡng cư, còn ở giai đoạn sau mới xuất hiện những đặc điểm phát triển của bò sát, chim và động vật có vú (Hình 3.24). Mô hình phát triển phôi này cho thấy mối quan hệ và trình tự của sự khác biệt trong quá trình tiến hóa của các nhóm động vật này.
Mối liên hệ sâu sắc giữa cá nhân và lịch sử được thể hiện ở quy luật sinh học,được thành lập vào nửa sau thế kỷ 19. Các nhà khoa học Đức E. Haeckel (1834-1919) và F. Müller (1821-1897). Theo quy luật này, mỗi cá thể trong quá trình phát triển cá thể (ontogen) lặp lại lịch sử phát triển của loài mình, hoặc quá trình hình thành bản thể là ngắn
và sự lặp lại nhanh chóng của phát sinh loài. Ví dụ, ở tất cả các loài động vật có xương sống, dây sống được hình thành trong quá trình phát sinh bản thể, một đặc điểm đặc trưng của tổ tiên xa xôi của chúng. Nòng nọc của động vật lưỡng cư không có đuôi phát triển một cái đuôi, đó là sự lặp lại các đặc điểm của tổ tiên có đuôi của chúng.
Sau đó, luật sinh học được sửa đổi và bổ sung. Nhà khoa học người Nga A.N. Severtsov (1866-1936).
Rõ ràng là trong một khoảng thời gian ngắn như vậy khi phát triển cá nhân, tất cả các giai đoạn tiến hóa không thể lặp lại. Do đó, sự lặp lại các giai đoạn phát triển lịch sử của một loài trong quá trình phát triển phôi diễn ra ở dạng nén, mất đi nhiều giai đoạn. Đồng thời, phôi của các sinh vật của một loài không giống với dạng trưởng thành của loài khác mà giống với phôi của chúng. Do đó, các khe mang ở phôi người một tháng tuổi tương tự như ở phôi cá, nhưng không giống ở cá trưởng thành. Điều này có nghĩa là trong quá trình phát sinh cá thể, động vật có vú trải qua các giai đoạn tương tự như phôi cá chứ không phải cá trưởng thành.
Cần lưu ý rằng ngay cả Charles Darwin cũng đã thu hút sự chú ý đến hiện tượng lặp lại trong quá trình hình thành bản thể các đặc điểm cấu trúc của các dạng tổ tiên.
Tất cả những thông tin trên có tầm quan trọng lớn trong việc chứng minh sự tiến hóa và làm sáng tỏ mối quan hệ liên quan giữa các sinh vật.
Bằng chứng địa sinh học. Địa sinh học là khoa học về các mô hình định cư hiện đại của động vật và thực vật trên Trái đất.
Bạn đã biết từ khóa học địa lý tự nhiên rằng các vùng địa lý hiện đại được hình thành trong quá trình phát triển lịch sử của Trái đất, là kết quả của tác động của các yếu tố khí hậu và địa chất. Bạn cũng biết rằng các khu vực tự nhiên tương tự thường là nơi sinh sống của các sinh vật khác nhau và các khu vực khác nhau cũng tương tự nhau. Những lời giải thích cho những sự thật này chỉ có thể được tìm thấy từ quan điểm tiến hóa. Ví dụ, tính độc đáo của hệ thực vật và động vật ở Úc được giải thích là do sự cô lập của nó trong quá khứ xa xôi, và do đó sự phát triển của thế giới động vật và thực vật diễn ra tách biệt với các lục địa khác. Do đó, địa sinh học đóng góp nhiều bằng chứng cho sự tiến hóa của thế giới hữu cơ.
Hiện nay, các phương pháp hóa sinh và sinh học phân tử, di truyền và miễn dịch học được sử dụng rộng rãi để chứng minh các quá trình tiến hóa.
Do đó, bằng cách nghiên cứu thành phần và trình tự các nucleotide trong axit nucleic và axit amin trong protein ở các nhóm sinh vật khác nhau và phát hiện những điểm tương đồng, người ta có thể đánh giá mối quan hệ của chúng.
Hóa sinh có các phương pháp nghiên cứu có thể được sử dụng để xác định “mối quan hệ huyết thống” của sinh vật. Khi so sánh các protein trong máu, khả năng sinh vật tạo ra kháng thể để đáp ứng với việc đưa protein lạ vào máu sẽ được tính đến. Những kháng thể này có thể được phân lập từ huyết thanh và xác định độ pha loãng mà huyết thanh này sẽ phản ứng với huyết thanh của sinh vật so sánh. Phân tích này cho thấy họ hàng gần nhất của con người là loài vượn lớn, còn loài xa nhất là vượn cáo.
Sự tiến hóa của thế giới hữu cơ trên Trái đất được xác nhận bởi nhiều sự kiện từ mọi lĩnh vực sinh học: cổ sinh vật học (loạt phát sinh chủng loại, các dạng chuyển tiếp), hình thái học (tương đồng, tương tự, nguyên thủy, cơ địa), phôi học (quy luật tương tự phôi thai, quy luật di truyền sinh học), địa sinh học, v.v.
Sự giống nhau của phôi Luật di truyền sinh học
Nghiên cứu về sự phát triển phôi thai và sau phôi của động vật giúp tìm ra những đặc điểm chung trong các quá trình này và xây dựng quy luật tương tự phôi thai (K. Baer) và quy luật di truyền sinh học (F. Müller và E. Haeckel), có tầm quan trọng rất lớn để hiểu sự tiến hóa.
Tất cả các sinh vật đa bào đều phát triển từ trứng được thụ tinh. Các quá trình phát triển phôi ở động vật cùng loại phần lớn tương tự nhau. Ở tất cả các dây sống, trong thời kỳ phôi thai, bộ xương trục được hình thành - dây sống và ống thần kinh xuất hiện. Sơ đồ cấu trúc của hợp âm cũng giống nhau. Trong giai đoạn phát triển ban đầu, phôi của động vật có xương sống cực kỳ giống nhau (Hình 24).
Những sự kiện này xác nhận giá trị pháp lý của quy luật về sự giống nhau ở phôi thai do K. Baer xây dựng: “Phôi phôi, ngay từ những giai đoạn sớm nhất, đã bộc lộ một sự giống nhau chung nhất định trong cùng một loại”. Sự giống nhau của phôi đóng vai trò là bằng chứng về nguồn gốc chung của chúng. Sau đó, cấu trúc của phôi tiết lộ các đặc điểm về lớp, chi, loài và cuối cùng là các đặc điểm đặc trưng của một cá thể nhất định. Sự khác biệt về đặc điểm của phôi trong quá trình phát triển được gọi là sự khác biệt của phôi và phản ánh sự tiến hóa của một nhóm động vật có hệ thống cụ thể.
Sự giống nhau lớn của phôi ở giai đoạn đầu phát triển và sự xuất hiện những khác biệt ở giai đoạn sau đều có lời giải thích riêng. Nghiên cứu về sự biến đổi của phôi thai cho thấy tất cả các giai đoạn phát triển đều có thể thay đổi. Quá trình đột biến cũng ảnh hưởng đến các gen quyết định đặc điểm cấu trúc và trao đổi chất của phôi trẻ nhất. Nhưng các cấu trúc phát sinh trong phôi sớm (đặc điểm cổ xưa đặc trưng của tổ tiên xa) đóng một vai trò rất quan trọng trong quá trình phát triển tiếp theo. Những thay đổi trong giai đoạn đầu thường dẫn đến kém phát triển và tử vong. Ngược lại, những thay đổi ở các giai đoạn sau có thể có lợi cho sinh vật và do đó được chọn lọc tự nhiên chọn lọc.
Sự xuất hiện trong thời kỳ phôi thai phát triển của các đặc điểm động vật hiện đại đặc trưng của tổ tiên xa phản ánh những biến đổi tiến hóa trong cấu trúc của các cơ quan.
Trong quá trình phát triển, sinh vật trải qua giai đoạn đơn bào (giai đoạn hợp tử), có thể được coi là sự lặp lại giai đoạn phát sinh gen của amip nguyên thủy. Ở tất cả các loài động vật có xương sống, bao gồm cả đại diện cao nhất của chúng, dây sống được hình thành, sau đó được thay thế bằng cột sống, và ở tổ tiên của chúng, xét theo hình mũi mác, dây sống vẫn tồn tại suốt cuộc đời của chúng.
Trong quá trình phát triển phôi thai của chim và động vật có vú, bao gồm cả con người, các khe mang và vách ngăn tương ứng xuất hiện ở hầu họng. Việc hình thành các bộ phận của bộ máy mang trong phôi của động vật có xương sống trên cạn được giải thích là do chúng có nguồn gốc từ tổ tiên giống cá thở bằng mang. Cấu trúc tim của phôi người trong thời kỳ này giống với cấu trúc của cơ quan này ở cá.
Những ví dụ như vậy cho thấy mối liên hệ sâu sắc giữa sự phát triển cá nhân của sinh vật và sự phát triển lịch sử của chúng. Mối liên hệ này được thể hiện trong quy luật di truyền sinh học do F. Müller và E. Haeckel xây dựng vào thế kỷ 19: ontology (sự phát triển cá thể) của mỗi cá thể là sự lặp lại ngắn gọn và nhanh chóng của phát sinh loài (sự phát triển lịch sử) của loài mà cá thể này thuộc về. .
Quy luật di truyền sinh học đóng một vai trò nổi bật trong sự phát triển các ý tưởng tiến hóa. Đóng góp chính trong việc hiểu sâu hơn về vai trò tiến hóa của các biến đổi phôi thuộc về A. N. Severtsov. Ông khẳng định rằng trong quá trình phát triển cá nhân, các đặc điểm được lặp lại không phải của tổ tiên trưởng thành mà của phôi thai của họ.
Phát sinh chủng loại hiện nay được coi không phải là sự thay đổi trong trình tự của một số dạng trưởng thành mà là một chuỗi lịch sử của các cá thể được chọn lọc bởi chọn lọc tự nhiên. Toàn bộ các bản thể luôn phải chịu sự lựa chọn và chỉ những bản thể đó, bất chấp ảnh hưởng của các yếu tố môi trường không thuận lợi, vẫn tồn tại ở mọi giai đoạn phát triển, để lại những đứa con khả thi. Vì vậy, cơ sở của phát sinh chủng loại là những thay đổi xảy ra trong quá trình phát sinh cá thể của từng cá thể.
Bằng chứng cổ sinh vật học. Việc so sánh các di tích hóa thạch từ các lớp trái đất ở các thời đại địa chất khác nhau cho thấy một cách thuyết phục những thay đổi trong thế giới hữu cơ theo thời gian. Dữ liệu cổ sinh vật học cung cấp nhiều tài liệu về mối liên hệ kế tiếp giữa các nhóm hệ thống khác nhau. Trong một số trường hợp, có thể thiết lập các dạng chuyển tiếp, trong những trường hợp khác - chuỗi phát sinh gen, nghĩa là hàng loạt các loài liên tiếp thay thế nhau.
Các dạng chuyển tiếp hóa thạch:
MỘT) khảo cổ họcx- một dạng chuyển tiếp giữa chim và bò sát, được phát hiện trong các lớp của kỷ Jura (150 triệu năm trước). Dấu hiệu của loài chim: các chi sau có xương cổ chân, có lông, hình dáng bên ngoài, đôi cánh. Dấu hiệu của loài bò sát: đuôi dài gồm đốt sống, xương sườn bụng, có răng, xương ở chi trước;
B) thực vật psilophyte- là dạng chuyển tiếp giữa tảo và thực vật trên cạn.
Chuỗi phát sinh chủng loại. V. O. Kovalsky đã khôi phục lại quá trình tiến hóa của ngựa, xây dựng chuỗi phát sinh gen của nó (Hình 25).
Quá trình tiến hóa của ngựa trải qua một khoảng thời gian khá dài. Tổ tiên lâu đời nhất của loài ngựa có niên đại từ đầu thời kỳ Đệ tam, trong khi loài ngựa hiện đại có niên đại từ thời kỳ Đệ tứ. Các loài thuộc chi Eucus là động vật rừng nhỏ cao 30 cm. Chúng có bốn ngón chân trên bàn chân, giúp việc đi lại và chạy trên đất đầm lầy của đầm lầy rừng trở nên dễ dàng hơn. Đánh giá bằng răng, những con vật này ăn thức ăn thực vật mềm. Chúng thuộc thế Eocene thấp hơn ở Bắc Mỹ. Hình thức này được theo sau bởi Orohippus Trung Eocene, trong đó bốn ngón chân vẫn được phát triển ở hai chân trước. Vào giữa Eocene, epihippus xuất hiện, trong đó ngón thứ tư bị giảm đi. Vào thế Oligocene, hậu duệ của các dạng trước đó đã sống - Mesohippus. Anh ta chỉ có ba ngón chân trên bàn chân của mình, với ngón giữa phát triển hơn đáng kể so với những ngón khác. Chiều cao của động vật đạt 45 cm.
Những thay đổi trong hệ thống nha khoa bắt đầu xuất hiện. Những chiếc răng cửa có củ của Eohippus, thích nghi với thức ăn thực vật mềm, biến thành những chiếc răng có rãnh. Sự tiến hóa cũng ảnh hưởng đến răng hàm; chúng trở nên thích nghi hơn với thức ăn thô của thực vật thảo nguyên. Trong Thế Oligocene Thượng, mesohippus nhường chỗ cho một số dạng: myochypus và ở Miocene dưới - para-hippus. Parahippus là tổ tiên của giai đoạn tiếp theo của dòng ngựa - mericippus. Meryhippus chắc chắn là cư dân của không gian mở, và ở các loài khác nhau thuộc chi này có quá trình rút ngắn các ngón bên: ở một số loài, các ngón tay dài hơn, ở những loài khác ngắn hơn, trong trường hợp sau, chúng tiến gần đến ngón chân một ngón. ngựa.
Cuối cùng, ở Pliohyppus, loài sống ở thế Pliocene, quá trình này kết thúc với việc hình thành một dạng mới, loài ngựa một ngón cổ xưa - Plesippus. Về hình dạng và kích thước, loài sau này gần giống với loài ngựa hiện đại, được biết đến từ thế Pleistocene.
Có nguồn gốc từ Mỹ, hình thức hiện đại của ngựa sau đó lan sang Á-Âu với một số loài. Cuối cùng, tất cả ngựa Mỹ đều chết, nhưng những con ngựa châu Âu vẫn sống sót và sau đó đến Mỹ lần thứ hai. Lần này chúng được người châu Âu đưa tới đây vào đầu thế kỷ 16. Như vậy, quá trình tiến hóa của ngựa thể hiện một cách thuyết phục quá trình tiến hóa dẫn đến xuất hiện loài mới thông qua sự biến đổi của tổ tiên chúng.