Доказательства макроэволюции

На основе фактического материала, полученного в последарвиновский период, ученые не только пополнили доказательствами эволюционное учение, но и значительно расширили и углубили его теоретические основы.

Доказательствами макроэволюции служат данные палеонтологии, эмбриологии, сравнительной анатомии, биогеографии.

Палеонтологические доказательства эволюции

В палеонтологии (наука об ископаемых остатках организмов) накоплено много фактов и доказательств эволюции, основанных на изучении ископаемых остатков вымерших видов и сопоставлении их строения с современными видами. В результате сравнительного анализа ископаемых остатков вымерших видов ученым удалось установить переходные формы и филогенетические ряды, демонстрирующие наличие эволюционного процесса.
Переходные формы – это организмы, сочетающие признаки строения эволюционно более древних и более поздних групп. Переходными формами считаются вымершие виды растений – беннеттиты, сочетающие строение голосеменных и цветковых; вымершие зверозубые ящеры, которые имели признаки, свойственные пресмыкающимся и млекопитающим.

Филогенетические ряды – это ряды связанных родством ископаемых форм, демонстрирующие ход филогенеза (исторического развития организмов) и смену условий окружающей среды. Известному русскому палеонтологу В. О. Ковалевскому удалось выстроить филогенетический ряд лошадей. В данный ряд включено 12 родов и несколько сотен видов. Каждый из этих видов соответствовал определенной стадии исторического развития, которая процветала в течение миллионов лет, прежде чем вымерла. Место вымершего вида занимал другой, близкородственный вид. Аналогичные филогенетические ряды были составлены для моллюсков, иглокожих, верблюдов, жирафов, слонов.

Палеонтологические доказательства эволюции
Палеонтологические доказательства эволюции

Эмбриологические доказательства эволюции

Эмбриологические доказательства эволюции основаны на выявлении сходства в строении зародышей разных систематических групп организмов. Еще в 1828 г. русский естествоиспытатель К. Бэр сформулировал закон зародышевого сходства. согласно которому, чем более ранняя стадия индивидуального развития, тем больше сходства обнаруживается между различными организмами. Этот закон вытекает из общего положения, высказанного Баром: «В каждой большой группе общее образуется раньше, чем специальное». Например, на ранних стадиях развития зародыши всех позвоночных практически не отличаются друг от друга. Лишь на средних стадиях у зародышей формируются особенности, характерные для рыб и земноводных, а на более поздних стадиях – особенности пресмыкающихся, птиц и млекопитающих. Наглядный пример зародышевого сходства – закладка жаберных щелей у всех позвоночных, в том числе и наземных.

К. Бар не был эволюционистом, но своим законом он подготовил почву для объяснения процессов онтогенеза с позиций эволюционизма. Еще Ч. Дарвин обращал внимание, что изучение онтогенеза организмов проливает свет на их происхождение, поскольку «в зародыше можно видеть смутный портрет предка». Это положение легло в основу биогенетического закона, сформулированного немецкими учеными Ф. Мюллером и Э. Геккелем: онтогенез является кратким и быстрым повторением филогенеза.

Сравнительно-анатомические доказательства

Сравнительно-анатомические доказательства эволюции базируются на изучении и сравнении строения организмов, принадлежащих к разным систематическим группам. Анатомические исследования позволяют выявить сходство в строении внешне не похожих органов и систем органов. Например, выяснено, что передние конечности позвоночных животных по строению полностью соответствуют друг другу. Даже расположение мышц, нервов, кровеносных сосудов и строение внутренних органов самых различных позвоночных животных во многом сходно.

Сравнительно-анатомические доказательства родства позвоночных животных
Сравнительно-анатомические доказательства родства позвоночных животных

В биологии различают две формы сходства: гомологию и аналогию.

В качестве доказательства эволюции значительную роль сыграло установление гомологии органов или структур, имеющее первостепенное значение для выяснения филогенетического родства между организмами. Гомологичными называют органы, развивающиеся из одних зачатков, имеющие общий план строения и выполняющие как сходные, так и различные функции. Определена гомология ядовитых желез змей со слюнными железами других животных. Обнаружено, что гомологичны чешуя акул и зубы млекопитающих, молочные железы млекопитающих гомологичны потовым железам, части цветка (пестики, тычинки, лепестки) – листьям.

Аналогичные органы имеют абсолютно разное развитие и строение, хотя иногда могут иметь внешнее сходство, как, например, конечности крота и медведки. Аналогичными структурами также являются крылья насекомых и птиц.

Сравнительна-анатомические доказательства эволюции представляют собой рудиментарные органы, или рудименты (от лат. rudimentum – зачаток), т. е. органы, которые утратили (полностью или частично) свои функции. Рудиментами являются остатки тазовых костей у безногой ящерицы желтопузика и змей (удавов), китообразных.

Человек имеет рудиментарные органы – копчик (остаток хвостовых позвонков), зачаточные ушные мышцы (свидетельство того, что предки человека обладали подвижной ушной раковиной). Классическим примером рудиментарного органа, утратившего свои функции, долгое время считался аппендикс человека (слепая кишка). В настоящее время. однако, известно, что аппендикс контролирует бактериальную флору в кишечнике.

Еще одним примером рудиментарного органа у человека могут служить остатки третьего века (прозрачной мигательной перепонки), которая хорошо развита у птиц, рептилий и многих млекопитающих. При полете у птиц третье веко функционирует как «стеклоочиститель». У человека оно участвует в сборе инородных частиц, которые попадают на слизистую глаза, связывая нх в вязкую массу в углу глаза, откуда они могут быть легко удалены. Следовательно, рудименты не полностью утратили свои функции.

Конечно, рудиментарные органы не могут служить доказательством поступательного эволюционного развития от низших форм к высшим. Но они отражают процесс их исчезновения в эволюции.

Атавистические органы, или атавизмы (от лат. atavus – прародитель) – признаки, которые иногда встречаются у современных форм далеких предков, но в норме им не присущие, однако характерные для них. Атавизмы рассматриваются только как доказательство предполагаемого хода эволюции. Они свидетельствуют о филогенетическом родстве между различными организмами: теми, у кого эти признаки присутствуют как норма, и теми, у кого они в норме не проявляются. Примерами атавизма служат боковые пальцы на конечностях у лошади, полосатость у поросят домашних свиней, хвост, обильная волосатость всего тела, наличие дополнительных пар молочных желез – у человека.

Атавизмы и рудименты - доказательства предполагаемого хода макроэволюции
Атавизмы и рудименты - доказательства предполагаемого хода макроэволюции

Сравнительно-анатомические исследования современных высокоразвитых и более примитивных форм позволяют представить их филогенез, т. е. историческое развитие. Среди современных млекопитающих известны яйцекладущие (утконос, ехидна), сумчатые (кенгуру, сумчатые белки, сумчатые медведи и др.) и плацентарные животные. Их сравнение указывает на то, что эволюция млекопитающих шла от животных, откладывающих яйца, к живородящим формам с еще неразвитой плацентой и затем к плацентарным животным, рождающим уже хорошо сформированных детенышей.

Биогеографические доказательства эволюции

Биогеографические доказательства эволюции основаны на сравнении флоры и фауны разных континентов планеты. Данные, которыми располагает биогеография, свидетельствуют о том, что виды возникали в каких-то определенных областях, а затем заселяли более широкие территории.

Известно, например, что фауна Евразии и Северной Америки сходна в отношении обитателей тундр и лесов, а животный мир евразийских степей, американских прерий и особенно пустынь обоих континентов различается значительно больше. Объясняется это тем, что в прежние геологические эры в районе Берингова моря между Азией я Америкой была сухопутная связь, благодаря чему мог происходить обмен животными. Такой обмен осуществлялся главным образом между животными тундры и тайги. Обитатели более южных широт и тем более пустынь на обоих материках оставались изолированными и развивались самостоятельно.