Доказательства эволюции и методы ее изучения

Молекулярная организация живого едина. Способы хранения, передачи и реализации генетической информации, механизмы пластического и энергетического обмена, фотосинтез, ферменты, обеспечивающие эти процессы, сходны у всех групп живых организмов, что свидетельствует о единстве происхождения жизни.

Палеонтология, наука об ископаемых организмах, фактически непосредственно исследует процесс эволюции. Изучая распределения остатков живых организмов (окаменелостей, отпечатков, мумий) в горных породах, можно получить объективную информацию о жизни в далекие геологические времена. Прослеживается отчетливая закономерность: уровень организации живых существ усложняется по мере перехода от древних земных слоев к новым.

Анализируя ископаемые организмы из следующих друг за другом слоев, можно получить истинную последовательность возникновения и изменения форм в эволюции.

Биогеография, наука, изучающая закономерности распространения и распределения живых существ на Земле, позволяет анализировать ход эволюционного процесса в разных масштабах. Зная время обособления тех или иных участков суши, морей и островов, можно сопоставить изменения флоры и фауны, которые произошли в разделенных преградой районах. Например, фауна Северной Евразии и Северной Америки сходна, поскольку еще относительно недавно оба континента соединялись Берингийским мостом, и разъединивший их Берингов пролив появился всего лишь около 1 млн лет назад. Иное дело - Австралия, которая более 120 млн лет не соединялась с другими материками. За это время здесь самостоятельно развилась фауна сумчатых и яйцекладущих млекопитающих.

Морфология позволяет путем изучения сходства в строении организмов выявить родство сравниваемых форм. Например, различные по внешнему виду и функциям конечности млекопитающих состоят из сходных элементов: лопатки, костей плеча, предплечья, запястья, пясти и фаланг пальцев. Сопоставление сходных органов родственных групп позволяет определить последовательность эволюционных преобразований.

Так в ряду тапир - лошадь прослеживается редукция числа пальцев, что связано со сменой местообитания и образа жизни животных. Тапир обитает во влажных тропических лесах, а лошадь держится на открытых пространствах. Для быстрого бега, что служит залогом спасения от хищников на открытой местности, наиболее выгодна опора на один палец, так как обеспечивает быстрое отталкивание.

Доказательством эволюции служат и обнаруживаемые у живых организмов рудиментарные органы. У китообразных, например, в скелете сохраняются небольшие тазовые косточки, что подтверждает факт их происхождения от наземных млекопитающих с развитыми задними конечностями. У человека примерам рудиментарных образований могут служить ушные мышцы, аппендикс, зубы мудрости. Иногда наблюдаются случаи возврата к признакам предков - атавизмы. У человека атавизмами являются хвост, мощный волосяной покров на поверхности тела и др.

Эмбриология располагает целым арсеналом методов для изучения эволюционного процесса. Сравнительный анализ ранних этапов онтогенеза позвоночных показал, что эмбрионы рыб, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих вначале очень сходны, затем появляются признаки, характерные для рыб и амфибий, еще позже - особенности рептилий, птиц и млекопитающих. Таким образом, в ходе развития зародыша повторяются определенные черты развития предковых форм, притом на ранних этапах это признаки далеких предков (менее родственные формы), а на поздних - близких.

Один из широко распространенных методов молекулярной биологии основывается на анализе замен нуклеотидов в определенном участке генома. Для анализа родства между организмами сравнивают одинаковые участки их ДНК. Чем больше различий в последовательности нуклеотидов, тем дальше отстоят друг от друга сравниваемые организмы. Полученные данные обрабатывают при помощи специальных компьютерных программ, которые позволяют реконструировать пути эволюции исследуемой группы живых существ.

Многочисленные данные однозначно свидетельствуют о единстве происхождения всех населяющих Землю живых существ и подтверждают факт их эволюции. Использование методов палеонтологии, биогеографии, морфологии, эмбриологии и молекулярной биологии позволяет определить родственные связи между живыми организмами и исследовать особенности протекания эволюционного процесса.

Читать далее