Еволюція органічного світу по ерах

За даними палеонтології і геології, історія Землі і життя на ній розділена на п'ять ер, кожна з них характеризується певними організмами, що переважали протягом цієї ери. Кожна ера розділяється на декілька періодів, а період у свою чергу - на часи та століття. Науці відомо кілька способів визначення віку давніх пластів, а отже, і часу існування тих чи інших викопних організмів.

Як вже було зазначено, ера, в якій ми живемо, називається кайнозойської - ерою нового життя. Їй передували мезозойська (ера середнього життя) і Палеозойська (ера давнього життя). Найдавніші ери - протерозойська і архейської.

Біологічний прогрес, який писав О.М. Сєверцов, може досягатися не тільки шляхом морфофізіологічного прогресу, як у квіткових рослин і хребетних тварин, а й іншими шляхами, без ускладнення організації, а іноді навіть у результаті її спрощення (як у стьожкових червів).О.М. Сєверцов встановив такі три шляхи реалізації еволюції: ароморфози, ідіоадаптації, загальна дегенерація.

Ароморфози - це зміни, які підвищують морфофізіологічну організацію, загальну життєздатність організмів. Це вузлові моменти еволюції, які зумовлюють виникнення нових груп органічного світу - класів, типів. Прикладом ароморфозу є: виникнення щелеп, плавців у риб; перетворення плавального міхура на легені; утворення серця та його подальша еволюція; перетворення плавців риб на п'ятипалі кінцівки в амфібій; багатоклітинність, утворення тканин і органів у рослин, що забезпечило вихід їх із води на суходіл; поява кори головного мозку тощо. Перетворення парних плавців кистеперих риб на парні кінцівки земноводних стало передумовою виходу хребетних на суходіл. Поява яйця, зародкових оболонок навколо нього забезпечила розвиток хребетних на суходолі, і тільки завдяки цьому сформувались справжні наземні хребетні, не пов'язані в період розмноження з водою. Розвиток три, а згодом і чотирикамерного серця забезпечив їх теплокровність і можливість завоювання всіх середовищ існування. О.М. Северцов зазначав, що ароморфози - це стрибки у розвитку, що підносять організацію тієї або іншої групи тварин чи рослин на вищий щабель і тим самим створюють передумови для подальшого прогресивного розвитку. Отже, прогресивна еволюц. я здійснюється ніби східцями вгору.

Ідіоадаптації - це зміни, які не підвищують рівня організації організмів, але дають їм змогу краще пристосуватися до вузьких конкретних умов життя. Порівняємо будову тіла у птахів: курки, качки, ластівки, дятла і багатьох інших. Рівень організації в них один, але, наприклад, Ёрма і розмір дзьоба у всіх різні, пристосовані до певної їжі. У ссавців, що мешкають у воді (китоподібні) і на суходолі, - рівень організації один (у будові, наприклад, органів кровообігу, дихання, виділення), а форми тіла, кінцівок - різні. Типовими прикладами ідіоадаптацій можуть бути захисне забарвлення тіла у тварин; колючки і шипи - у рослин, різні пристосування для поширення насіння.

Шляхом ідіоадаптацій виникають нижчі систематичні категорії - види, роди, родини.

Загальна дегенерація - це зміни, пов'язані із спрощенням організації і зниженням активних функцій частини органів, ніби сходинка вниз (явище протилежне ароморфозу), але й вони можуть сприяти кращій пристосованості організмів. Тут спрощення організації особини приводить до біологічного прогресу виду, його розквіту. Пристосування, пов'язані зі спрощенням організації, зазвичай спостерігаються в організмів, які перейшли до осілого способу життя або паразитизму. Стьожкові черви втратили органи травлення, паразитичні рослини - повитиця - листки, замість коренів у них присоски. Зазвичай спрощення організації супроводжується інтенсивним розвитком статевої системи.

Ще в першій половині XIX ст. було отримано дані, які підтверджували єдність походження всього органічного світу. До них належить виявлення клітинної будови рослин, тварин і людини. Видатний французький зоолог Ж. Кюв'є встановив єдині плани будови кожного типу тварин. Усі хребетні тварини мають двобічну симетрію, порожнину тіла, хребет, череп, дві пари кінцівок; серце в усіх хребетних тварин розміщене на черевному боці, а нервова система - на спинному, вона складається з головного і спинного мозку. Єдність плану будови кожного типу тварин свідчить про єдність їх походження.

Після виходу в світ праць Ч. Дарвіна порівняльна анатомія отримала поштовх до розвитку і, в свою чергу, зробила значний внесок у розвиток дарвінізму.

Для доказу еволюції мають значення атавістичні органи, які були характерними для далеких предків і в нормі у сучасних організмів не трапляються. Природно, що такі ознаки пов'язані з філогенетичною спорідненістю. Прикладом атавізму є поява бічних пальців у коней; смугастість свійських свиней; шийна фістула (утвір, гомологічний зябровим щілинам у нижчих хордових), хвостовий придаток, густий волосяний покрив усього тіла людини.

Рудиментарними називають органи, які втратили свої функції, але зберігаються у дорослих тварин. На відміну від атавістичних органів, які виникають дуже рідко, рудиментарні органи мають практично всі особини виду. Зазвичай вони наявні в зачатковому стані. Рудиментарними є залишки тазових кісток у безногої ящірки жовтопуза і китоподібних. Вони є доказом походження цих тварин від предків, які мали розвинені кінцівки.

У людини рудиментарними органами є: куприк - залишок хвостових хребців, зачаткові вушні м'язи, що свідчить про те, що предки людини мали рухливу вушну раковину, зачаткова третя повіка - гомолог мигальної перетинки наших далеких предків та ін. На кореневищах папороті, пирію, конвалії можна виявити лусочки - рудименти листків.

Порівняльно анатомічні дослідження сучасних прогресивних і примітивних форм дають змогу виявити "'перехідні форми", які допомагають відтворювати шляхи еволюції окремих груп організмів. Морська тварина баланоглос поєднує в собі ознаки тварин типу голкошкірих і типу хордових.

Ланцетник має низку ознак, які наближають його, з одного боку, до голкошкірих і напівхордових (баланоглос), а з іншого - до хребетних, разом з якими він належить до одного типу - хордових.

Серед сучасних ссавців існують однопрохідні (мають клоаку і під час розмноження відкладають яйця, як плазуни), сумчасті і плацентарні. Порівняння їх свідчить про те, що ссавці споріднені з плазунами і що еволюція ссавців ішла від тварин, які відкладали яйця, до живородних форм з іще недорозвиненою плацентою і, нарешті, до тварин, що народжують вже добре сформованих малят.

Ембріологічні докази еволюції. Ще до виходу в світ основної праці Ч. Дарвіна академік Російської Академії наук К.М. Бер встановив, що ембріони різних тварин більше подібні між собою, ніж дорослі форми. В цій закономірності Ч. Дарвін вбачав важливий доказ еволюції. Він вважав, що в зародковому розвитку мають повторюватися ознаки предків. У після дарвінівський період зв'язок онтогенезу з філогенезом було підтверджено численними дослідженнями. Російські вчені О.О. Ковалевський і Мечников довели, що в усіх багатоклітинних організмів (безхребетних, починаючи з червів, і хребетних) закладаються три зародкових листки, з яких згодом формуються всі органи. Це підтверджує єдність походження всього тваринного світу. Порівнянням розвитку зародків усіх класів хребетних виявляють велику подібність їх на ранніх стадіях розвитку. Вона стосується як зовнішньої, так і внутрішньої будови хорди, органів кровоносної і видільної систем. У міру розвитку подібність зменшується, вимальовуються ознаки класу, потім ряду, роду і виду. Цим підтверджується спорідненість усіх хордових.

На підставі ембріологічних досліджень, проведених над об'єктами різних типів тварин, Ф. Мюллер і Е. Геккель (незалежно один від одного) сформулювали біогенетичний закон. Стисле формулювання цього закону таке: онтогенез є коротким повторенням філогенезу.

Подальші ембріологічні дослідження довели, що біогенетичний закон справедливий лише в загальних рисах. Фактично немає жодної стадії розвитку, в якій би зародок повністю повторював будову якого-небудь із своїх предків. Зародок птаха або ссавця ніколи цілком не повторює будову риби, але на певній стадії розвитку у нього утворюються зяброві щілини і зяброві артерії. В онтогенезі повторюється будова не дорослих форм предків, а ембріонів. У зародків ссавців утворюється не зябровий апарат дорослої риби, а лише закладка зябрового апарату зародків риб.

Встановлено, що в зародковому розвитку утворюються не тільки органи, пов'язані з повторенням ознак, а й тимчасові органи, що забезпечують функцію існування зародків у тих умовах, в яких вони проходять розвиток.

Палеонтологічні докази еволюції. Ч. Дарвін вважав, що саме палеонтологія, яка вивчає викопні рештки колишніх мешканців Землі, має дати найвагоміші докази на користь еволюції. Ч. Дарвін гостро відчував нестачу відомостей про перехідні форми, викопні організми, які б мали ознаки давніх і більш молодих груп, що належать до різних класів і типів. Перші найвагоміші палеонтологічні докази еволюції здобув В.О. Ковалевський (1842-1883). Йому вдалося з'ясувати послідовні етапи розвитку непарнокопитних, до яких належить кінь. Давній предок коня, знайдений у відкладах третинного періоду, був заввишки близько 30 см, мав по чотири пальці на передніх і по три - на задніх кінцівках. Він пересувався, спираючись на всі фаланги пальців, що було пристосуванням до існування в болотистій місцевості. Його їжею були плоди і насіння.

I. Розвиток органічного світу в архейську і протерозойну ери