Изучение доказательств эволюции органического мира

Сходство скелета передних конечностей

Сходство скелета передних конечностей у позвоночных. I-саламандра; II-морская черепаха; III-крокодил; IV-птица; V-летучая мышь; VI-кит; VII-крот; VIII-горилла (1-плечевая кость, 2-лучевая кость, 3-локтевая кость; 4-кости запястья; 5-пястные кости; 6-фаланги пальцев)

Разумеется, нет никаких свидетелей того, как протекали эволю­ционные процессы, поэтому так важно представлять себе, что же яв­ляется доказательством эволюции как реальности. На самом деле, таких доказательств довольно много и на сегодняшний день они достаточно хорошо изучены учёными. Ниже представлены основные из них.

Доказательство эволюции № 1 — сравнительная морфология (план строения скелета и различных органов живых организмов)

На первом месте стоит сравни­тельная морфология как наиболее очевидное доказательство. Не­смотря на разнообразие форм, общий план строения скелета и различных органов у представителей различных видов, родов, се­мейств и более высоких таксонов (совокупности живых организмов, особей) практически одинаков. Так, у кро­та, жирафа и человека число шейных позвонков одинаково и равно 7, строение костного скелета ласта тюленя, передней лапки кошки, кры­ла птицы и руки человека однотипны (см. рисунок выше), и т. д.

Три слуховые косточки внутреннего уха млекопитающих не являются абсолютно новым элементом, а представляют собой преобразование соответ­ствующих компонентов в черепе рыб. Наличие таких гомологий наиболее логично объяснить тем, что в ходе эволюции они были «изобретены» однажды, причём когда-то достаточно давно. В более широком масштабе свидетельством о происхождении всех эукариот (организмов с чётко выделенным клеточным ядром) от общих пред­ков являются такие признаки, как типичные для всех клеток органеллы (рибосомы, аппарат Гольджи), строение хромосом, протекание митотического цикла, универсальность генетического кода.

Доказательство эволюции № 2 — наличие рудиментарных органов и факты атавизма

Важным подтверждением является наличие рудиментарных ор­ганов (от лат. rudimentum — зачаток, первооснова) т. е. органов, утра­тивших своё значение в процессе эволюционного развития организма. Функция, которую несли рудиментарные органы у пред­ков тех или иных организмов, ослабляется или утрачивается, но сами органы остаются. Примерами рудиментарных органов являются ма­лая берцовая кость у птиц, глаза у некоторых пещерных и роющих животных (протей, слепыш, крот), остатки волосяного покрова и та­зовых костей у некоторых китообразных, элементы задних конечно­стей у удава. У человека к рудиментам относятся сросшиеся хвостовые позвонки (копчик), волосяной покров туловища, ушные мышцы, червеобразный отросток слепой кишки (аппендикс), зубы мудрости. В некоторых случаях рудиментарные органы развиваются полностью, например задняя пара плавников у китообразных, извест­ны случаи рождения людей, у которых всё тело и лицо покрыты во­лосами. Такое явление получило название атавизма.

Доказательство эволюции № 3 — сравнение стадий развития разнотипных эмбрионов

Стадии развития эмбрионов

Стадии развития эмбрионов (а — рыба, б — птица, в — млекопитающее, г — человек)

Ещё одним весьма доказательным примером являются данные о внутриутробном развитии. Ещё в 1827 г. Карл фон Бэр, уроженец Ревеля и академик Петербургской академии наук, описал такое явле­ние, как формирование на ранних стадиях эмбрионального развития признаков типа, затем последовательно класса, отряда и, наконец, ви­да. Иными словами, эмбрион человека на самых ранних стадиях раз­вития имеет все признаки простейшего водного позвоночного (жаберные дуги, двухкамерное сердце), затем он всё больше напоминает млекопитающее и уж затем окончательно приобретает при­знаки человеческого рода. При этом многие структуры, при­надлежащие древним предкам, в эмбриогенезе вначале появля­ются, а потом рассасываются, и на их месте формируются более развитые, т. е. постоянно прояв­ляется консервативный наслед­ственный материал, полученный от предков.

Доказательство эволюции № 4 — общность молекулярных структур (аминокислотных последовательностей)

Следующее очень сильное по доказательности подтвер­ждение — это «филогенетиче­ские деревья» молекулярных структур. Некоторые белки, особенно наиболее важные, за­нимающее центральное место в метаболизме практически у всех известных организмов, от дрожжей до человека, имеют общие ами­нокислотные последовательности. Причём чем ближе друг к другу различные организмы филогенетически, тем меньше наблюдаемых отличий, и наоборот. Поскольку основным механизмом эволюции яв­ляются мутации (а каждая мутация приводит к появлению какой-то новой аминокислоты на месте той, что была в белке древних форм), число несовпадающих аминокислот может рассматриваться как пока­затель степени филогенетического родства. В данном аспекте прове­дено исследование целого ряда белков, особенно демонстративны результаты изучения последовательности аминокислот в молекуле цитохрома С — важнейшего белка митохондрий, участвующего в окислительно-восстановительных процессах и аккумуляции энергии в виде АТФ. Это реликтовый фермент, возникший на самых ранних стадиях становления живого.

Так, четырнадцать мутаций в молекуле цито­хрома С древнейшего предка привели к появлению ветви позвоноч­ных, а 8 других мутаций — к классу насекомых. Человек и макака-резус в этом отношении отличаются только одной аминокислотной заменой (мутацией). В цитохроме С за 600 млн. лет эволюции с мо­мента разделения ветвей позвоночных и насекомых сменилось всего 30 % аминокислот, это означает, что одна мутация в среднем происходила за каждые 20 млн. лет. То же описано относительно других белков — гемо­глобина, фибринопептида, инсулина. Интересно, что бычий инсулин от че­ловеческого отличается двумя заменами аминокислот, а свиной — одной. Моле­кулярные родословные довольно точ­но совпадают с родословными, полученными методами сравнитель­ной морфологии.

Доказательство эволюции № 5 — высокая степень сходства геномов разных живых организмов

Но наиболее ясную картину все­общего родства всех живых организ­мов, а значит, доказательство их происхождения от какого-то общего предка, даёт современная геномика. Получение полных последовательно­стей геномов позволило пролить свет на степень различий между геномами разных живых организмов. В таблице 1 представлены данные о сходстве геномов разных организмов с геномом человека. Сходство дано в процентах и отражает суммарную долю совпадающих после­довательностей у двух сравниваемых видов. Все цифры, приведенные в данной таблице, следует рассматривать как приблизительные.

Таблица 1.

Степень сходства между геномом человека и геномами других видов

Вид Степень сходства (% совпа­дающих последовательностей ДНК) Примечание
Человек — человек 99,9% Human Genome Project
100% Монозиготные близнецы
Шимпанзе 98,4% — 98,7% По разным источникам
Горилла 98,38% Основано на изучении интер­генной неповторяющейся ДНК
Мышь 98% По геному в целом
85% При сравнении всех последова­тельностей, кодирующих белки
Собака 95% По геному в целом
C. elegans 74% Круглый червь-нематода
Банан 50% По геному в целом
Нарцисс 35% По геному в целом

Как видно из таблицы 1, по геному мы отличаемся от челове­кообразных обезьян примерно на 1,5%, от мыши и собаки примерно на 2-5%, от круглого червя-нематоды — на 36%, а от растений — на 50-65%. Данные о сходстве геномов позволяют уточнить время «рас­хождения» различных классов в процессе эволюционного развития. В то же время, следует иметь в виду, что в данном случае речь идёт о степени совпадения последовательностей нуклеотидов всей ДНК, в то время как функциональные гены составляют у человека всего 5% его ДНК, а если учитывать только экзоны, участвующие в построе­нии мРНК, то и того меньше — 3%. По продуктам генов — отдельным белкам — различия между человеком и шимпанзе оказываются очень значительными. Многие белки могут оказаться довольно схожими по аминокислотному составу, но даже самые незначительные различия являются абсолютным препятствием для пересадки органов и тканей, несмотря на сходство по всему геному в целом.

Доказательство эволюции № 6 — обнаружение ископаемых останков

Наконец, важнейшим свидетельством эволюции как реальности (на базе которых, собственно, и строились эволюционные представле­ния) являются ископаемые останки. Их обнаружение обычно связано с осадочными породами, образовавшимися в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения, химического и механиче­ского выпадения осадков из воды и жизнедеятельности организмов.

Источник: Розанов, В. А. Биология человека и основы генетики: Учебное пособие / В. А. Розанов. – Одесса: ВМВ, 2012. – 435 с.

Связанные статьи:

Позитивная (положительная) и негативная (отрицательная) евгеника

Почему генетика в СССР была объявлена лженаукой?

Гипотеза креационизма: суть концепции

Гены или воспитание: что важнее?

Ответить

Ваш e-mail не будет опубликован.

Вы можете использовать HTML- теги и атрибуты:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>