Welche Bedeutung hat die Rekonstruktion phylogenetischer Reihen: moderne Phylogenetik. Triebkräfte der Makroevolution Was ist die Rekonstruktion phylogenetischer Reihen

1. Welche Tatsachen weisen auf einen Zusammenhang zwischen ausgestorbenen und modernen Pflanzen und Tieren hin?

Antworten. Nach der synthetischen Evolutionstheorie wird der in der Natur ablaufende Evolutionsprozess in zwei Stufen unterteilt: Mikroevolution und Makroevolution.

Die Makroevolution umfasst Prozesse, die zum Auftreten systematischer Einheiten führen, die größer als eine Art sind. Durch das Studium der Makroevolution hat die moderne Naturwissenschaft eine Reihe von wissenschaftlichen Fakten gesammelt, die die Evolution der organischen Welt beweisen. Beweise für die Evolution können beliebig sein wissenschaftliche Tatsache, was mindestens eine der folgenden Aussagen beweist.

Die Einheit des Ursprungs des Lebens (die Präsenz Gemeinsamkeiten in allen lebenden Organismen).

Beziehungen zwischen modernen und ausgestorbenen Organismen oder zwischen Organismen in einer großen systematischen Gruppe (das Vorhandensein gemeinsamer Merkmale in modernen und ausgestorbenen Organismen oder in allen Organismen in einer systematischen Gruppe).

Die Wirkung der treibenden Kräfte der Evolution (Fakten, die die Wirkung der natürlichen Auslese bestätigen).

Beweise der Evolution, die im Rahmen einer bestimmten Wissenschaft gewonnen und gesammelt werden, bilden eine Gruppe von Beweisen und werden mit dem Namen dieser Wissenschaft bezeichnet.

Paläontologie ist die Wissenschaft von den fossilen Überresten ausgestorbener Organismen. Der russische Wissenschaftler V. O. Kovalevsky gilt als Begründer der evolutionären Paläontologie. Zu den Beweisen der Evolution gehören fossile Übergangsformen und phylogenetische Serien moderner Arten.

Fossile Übergangsformen sind ausgestorbene Organismen, die Merkmale älterer und evolutionär jüngerer Gruppen in sich vereinen. Sie ermöglichen es Ihnen, sich zu identifizieren Familienbande beweisen historische Entwicklung Leben. Solche Formen haben sich sowohl bei Tieren als auch bei Pflanzen etabliert. Die Übergangsform von Lappenflossenfischen zu alten Amphibien - Stegocephalen - ist Ichthyostega. Die evolutionäre Verbindung zwischen Reptilien und Vögeln kann durch den ersten Vogel (Archeopteryx) hergestellt werden. Das Bindeglied zwischen Reptilien und Säugetieren ist die tierische Eidechse aus der Gruppe der Therapsiden. Die Übergangsform von Algen zu höheren Sporen sind bei den Pflanzen die Psilophyten (die ersten Landpflanzen). Der Ursprung von Gymnospermen aus Farnen wird durch Samenfarne und Angiospermen aus Gymnospermen durch Palmfarne nachgewiesen.

Phylogenetische (aus dem Griechischen Phylon - Gattung, Stamm, Genesis - Herkunft) Reihen - Sequenzen fossiler Formen, die die historische Entwicklung moderner Arten (Phylogenie) widerspiegeln. Derzeit sind solche Serien nicht nur für Wirbeltiere, sondern auch für einige Gruppen von Wirbellosen bekannt. Der russische Paläontologe V. O. Kovalevsky stellte die phylogenetische Reihe des modernen Pferdes wieder her

2. Welche Arten von alten Pflanzen und Tieren kennst du?

Antworten. Vor genau 75 Jahren wurde vor der Küste des südlichen Afrikas der älteste Fisch der Welt entdeckt, der Quastenflosser, der vor Hunderten von Millionen Jahren auf der Erde existierte. Zu Ehren dieses Ereignisses laden wir Sie ein, mehr über dieses Ereignis und andere uralte Tiere und Pflanzen zu erfahren, die heute unseren Planeten bewohnen.

Früher wurde angenommen, dass diese Fische in der späten Kreidezeit (vor 100,5 bis 66 Millionen Jahren) ausgestorben sind, aber im Dezember 1938 entdeckte die Kuratorin des East London Museum (Südafrika) Marjorie Courtney-Latimer einen Fisch mit harten und ungewöhnlichen Schuppen Flossen im Fang lokaler Fischer . Anschließend stellte sich heraus, dass dieser Fisch vor Hunderten von Millionen Jahren lebte und ein lebendes Fossil ist.

Da dieser Quastenflosser im Fluss Chalumna gefunden wurde, wurde er Latimeria chalumnae genannt. Und im September 1997 bemerkten Wissenschaftler in den Gewässern in der Nähe der Stadt Manado an der Nordküste der Insel Sulawesi eine zweite Art dieser Fische - Latimeria menadoensis. Laut genetischen Studien haben sich diese Arten vor 30-40 Millionen Jahren getrennt, aber die Unterschiede zwischen ihnen sind gering.

2. Ginkgo biloba.

IN wilde Natur Diese Pflanze wächst nur im Osten Chinas. Vor 200 Millionen Jahren war es jedoch auf dem ganzen Planeten verbreitet, insbesondere auf der Nordhalbkugel, in Gebieten mit gemäßigtem Klima und hoher Luftfeuchtigkeit. Im Jura und frühen Sibirien Kreide Es gab so viele Pflanzen der Ginkgo-Klasse, dass ihre Überreste in den meisten Ablagerungen dieser Zeit zu finden sind. Laut Forschern war die Erde im Herbst dieser Zeit buchstäblich wie ein Teppich mit Ginkgoblättern bedeckt.

3. Der kleine Hirsch oder Kanchil ist nicht nur der kleinste (seine Widerristhöhe beträgt nicht mehr als 25 Zentimeter und das maximale Gewicht beträgt etwa 2,5 Kilogramm), sondern auch die älteste Paarhuferart der Erde. Diese Tiere existierten vor 50 Millionen Jahren, als sich gerade die Ordnungen der alten Huftiere zu bilden begannen. Seit dieser Zeit hat sich Kanchil nicht viel verändert und ähnelt mehr als andere Arten seinen alten Vorfahren.

4. Mississippi-Muschel.

Die Mississippi-Muschel ist ein Alligator-ähnlicher Fisch und einer der ältesten Fische, die heute auf der Erde leben. Im Mesozoikum bewohnten ihre Vorfahren viele Gewässer. Heute lebt die Mississippi-Muschel im Tal des unteren Mississippi sowie in einigen Süßwasserseen in den Vereinigten Staaten.

Diese kleinen Süßwasserkrebse gelten als die ältesten Kreaturen, die heute auf der Erde leben. Vertreter dieser Art haben sich seit der Trias-Zeit nicht wesentlich verändert. Dinosaurier waren damals gerade erschienen. Heute leben diese Tiere auf fast allen Kontinenten außer der Antarktis. Die Art Triops cancriformis ist jedoch die häufigste in Eurasien.

6. Metasequoia glyptostroboid.

Diese Nadelpflanzen waren in der gesamten nördlichen Hemisphäre von der Kreidezeit bis zum Neogen weit verbreitet. In freier Wildbahn sind Metasequoia heute jedoch nur noch im zentralen Teil Chinas in den Provinzen Hubei und Sichuan zu sehen.

7 Koboldhai

Die Gattung Mitsukurina, zu der diese Haiart gehört, wurde erstmals durch Fossilien bekannt, die bis ins mittlere Eozän (vor etwa 49-37 Millionen Jahren) zurückreichen. Jetzt der einzige vorhandene Ansicht dieser Gattung, der Koboldhai, der im Atlantischen und Indischen Ozean lebt, hat einige der primitiven Merkmale seiner alten Verwandten bewahrt und ist heute ein lebendes Fossil.

Fragen nach § 61

1. Was ist Makroevolution? Was haben Makro- und Mikroevolution gemeinsam?

Antworten. Die Makroevolution ist eine überspezifische Evolution, im Gegensatz zur Mikroevolution, die innerhalb einer Art, innerhalb ihrer Populationen stattfindet. Es gibt jedoch keine grundlegenden Unterschiede zwischen diesen Prozessen, da makroevolutionäre Prozesse auf mikroevolutionären basieren. In der Makroevolution wirken dieselben Faktoren – der Kampf ums Dasein, die natürliche Auslese und die damit verbundene Auslöschung. Die Makroevolution ist wie die Mikroevolution divergent.

Die Makroevolution findet in historisch grandiosen Zeiträumen statt, daher ist sie einer direkten Untersuchung nicht zugänglich. Trotzdem hat die Wissenschaft viele Beweise, die die Realität makroevolutionärer Prozesse bezeugen.

2. Welche Beweise für die Makroevolution liefern uns paläontologische Daten? Nennen Sie Beispiele für Übergangsformen.

Antworten. Die Paläontologie untersucht die fossilen Überreste ausgestorbener Organismen und stellt ihre Ähnlichkeiten und Unterschiede zu modernen Organismen fest. Paläontologische Daten ermöglichen es, etwas über die Flora und Fauna der Vergangenheit zu erfahren, das Auftreten ausgestorbener Organismen zu rekonstruieren und die Verbindung zwischen den ältesten und modernen Vertretern der Flora und Fauna zu entdecken.

Überzeugende Beweise für zeitliche Veränderungen in der organischen Welt liefert ein Vergleich fossiler Überreste aus den Erdschichten verschiedener geologischer Epochen. Es ermöglicht Ihnen, die Reihenfolge des Auftretens und der Entwicklung festzulegen verschiedene Gruppen Organismen. So werden beispielsweise in den ältesten Schichten die Überreste von Vertretern der Arten von Wirbellosen gefunden, und in späteren Schichten werden bereits die Überreste von Akkordaten gefunden. Noch jüngere geologische Schichten enthalten die Überreste von Tieren und Pflanzen, die zu modernen Arten gehören.

Paläontologische Daten liefern eine Menge Material über aufeinanderfolgende Beziehungen zwischen verschiedenen systematischen Gruppen. In einigen Fällen war es möglich, Übergangsformen zwischen den ältesten und zu etablieren Zeitgenössische Gruppen Organismen, in anderen - um phylogenetische Reihen zu rekonstruieren, d. h. Reihen von Arten, die sukzessive einander ersetzen.

An den Ufern der nördlichen Dwina wurde eine Gruppe von Reptilien mit Tierzähnen gefunden. Sie kombinierten die Eigenschaften von Säugetieren und Reptilien. Reptilien mit Tierzähnen ähneln Säugetieren in der Struktur des Schädels, der Wirbelsäule und der Gliedmaßen sowie in der Aufteilung der Zähne in Eckzähne, Schneidezähne und Backenzähne.

Von großem Interesse aus evolutionärer Sicht ist die Entdeckung von Archaeopteryx. Dieses taubengroße Tier hatte Merkmale eines Vogels, behielt aber dennoch die Merkmale von Reptilien. Vogelzeichen: Hinterbeine mit Tarsus, Vorhandensein von Federn, generelle Form. Anzeichen von Reptilien: eine lange Reihe von Schwanzwirbeln, Bauchrippen und das Vorhandensein von Zähnen. Archaeopteryx konnte kein guter Flieger gewesen sein, da er ein schlecht entwickeltes Brustbein (ohne Kiel), Brustmuskeln und Flügelmuskeln hatte. Die Wirbelsäule und die Rippen waren kein starres Skelettsystem, das im Flug stabil war, wie bei modernen Vögeln. Archaeopteryx kann als Übergangsform zwischen Reptilien und Vögeln angesehen werden. Übergangsformen kombinieren gleichzeitig Merkmale sowohl alter als auch evolutionär jüngerer Gruppen. Ein weiteres Beispiel sind Ichthyostegi, eine Übergangsform zwischen Süßwasserfischen und Amphibien.

3. Welche Bedeutung hat die Rekonstruktion phylogenetischer Reihen?

Antworten. phylogenetische Reihe. Für eine Reihe von Tier- und Pflanzengruppen konnten Paläontologen eine kontinuierliche Reihe von Formen von der Antike bis zur Moderne rekonstruieren, die ihre evolutionären Veränderungen widerspiegeln. Der einheimische Zoologe V. O. Kovalevsky (1842–1883) stellte die phylogenetische Reihe von Pferden nach. Beim Pferd nahm beim Übergang zu einem schnellen und langen Lauf die Anzahl der Finger an den Gliedmaßen ab und gleichzeitig nahm die Größe des Tieres zu. Diese Veränderungen waren das Ergebnis von Veränderungen im Lebensstil des Pferdes, das sich ausschließlich von Pflanzen ernährte, für deren Suche es notwendig war, lange Strecken zurückzulegen. Es wird angenommen, dass all diese evolutionären Transformationen 60-70 Millionen Jahre gedauert haben.

Wichtig für die weitere Entwicklung ist das Studium phylogenetischer Reihen, die auf der Grundlage von Daten aus der Paläontologie, der vergleichenden Anatomie und der Embryologie aufgebaut wurden Allgemeine Theorie Evolution, Aufbau eines natürlichen Systems von Organismen, Nachbildung eines Bildes der Evolution einer bestimmten systematischen Gruppe von Organismen. Gegenwärtig verwenden Wissenschaftler zum Aufbau phylogenetischer Reihen zunehmend Daten aus Wissenschaften wie Genetik, Biochemie, Molekularbiologie, Biogeographie, Ethologie usw.

Frage 1. Was ist der Unterschied zwischen Makro- und Mikroevolution?

Unter Mikroevolution verstehen wir die Bildung neuer Arten.

Das Konzept der Makroevolution bezieht sich auf die Entstehung supraspezifischer Taxa.

Dennoch gibt es keine grundsätzlichen Unterschiede zwischen den Entstehungsprozessen neuer Arten und den Entstehungsprozessen höherer taxonomischer Gruppen. Der Begriff „Mikroevolution“ im modernen Sinne wurde 1938 von N. V. Timofeev-Resovsky eingeführt.

Frage 2. Welche Prozesse sind die treibenden Kräfte der Makroevolution? Nennen Sie Beispiele für makroevolutionäre Veränderungen.

In der Makroevolution laufen die gleichen Prozesse ab wie bei der Speziation: die Bildung phänotypischer Veränderungen, der Kampf ums Dasein, die natürliche Selektion und das Aussterben der am wenigsten angepassten Formen.

Makroevolutionäre Prozesse führen zu signifikanten Veränderungen in der äußeren Struktur und Physiologie von Organismen, wie zum Beispiel die Bildung eines geschlossenen Kreislaufsystems bei Tieren oder das Auftreten von Spaltöffnungen und Epithelzellen bei Pflanzen. Zu den grundlegenden evolutionären Errungenschaften dieser Art gehören die Bildung von Blütenständen oder die Umwandlung der Vorderbeine von Reptilien in Flügel und einiges mehr.

Frage 3. Welche Tatsachen liegen dem Studium und den Beweisen der Makroevolution zugrunde?

Die überzeugendsten Beweise für makroevolutionäre Prozesse stammen aus paläontologischen Daten. Die Paläontologie untersucht die fossilen Überreste ausgestorbener Organismen und stellt ihre Ähnlichkeiten und Unterschiede zu modernen Organismen fest. Aus den Überresten rekonstruieren Paläontologen das Aussehen ausgestorbener Organismen, erfahren etwas über die Flora und Fauna der Vergangenheit. Leider vermittelt uns das Studium fossiler Formen ein unvollständiges Bild der Evolution von Flora und Fauna. Die meisten Überreste bestehen aus festen Teilen von Organismen: Knochen, Schalen, dem äußeren Stützgewebe von Pflanzen.

Von großem Interesse sind Fossilien, die Spuren von Höhlen und Gängen uralter Tiere, Abdrücke von Gliedmaßen oder ganzen Organismen auf einst weichen Ablagerungen erhalten haben.

Frage 4. Welche Bedeutung hat das Studium phylogenetischer Reihen?

Das Studium phylogenetischer Reihen auf der Grundlage von Daten aus Paläontologie, vergleichender Anatomie und Embryologie ist wichtig für die Weiterentwicklung der allgemeinen Evolutionstheorie, die Konstruktion eines natürlichen Systems von Organismen und die Rekonstruktion des Bildes der Evolution eines Einzelnen systematische Gruppe von Organismen.

Gegenwärtig verwenden Wissenschaftler zum Aufbau phylogenetischer Reihen zunehmend Daten aus Wissenschaften wie Genetik, Biochemie, Molekularbiologie, Biogeographie, Ethologie usw.


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Die Methoden der phylogenetischen Forschung sind organisch mit den Methoden zur Erforschung der Tatsachen der Evolution verbunden. Bis jetzt muss die morphologische Methode als die Hauptmethode der phylogenetischen Forschung betrachtet werden, da Transformationen der Form eines Organismus die offensichtlichste Tatsache bleiben und es ermöglichen, die Phänomene der Transformation von Arten mit großem Erfolg zu verfolgen.

Daraus folgt natürlich nicht, dass andere Methoden – physiologische, ökologische, genetische usw. – für phylogenetische Studien nicht anwendbar sind: Form und Funktion eines Organismus sind untrennbar miteinander verbunden. Jeder Organismus entsteht unter dem Einfluss bestimmter Umweltfaktoren, er interagiert mit ihm, er steht in bestimmten Beziehungen zu anderen Organismen. Die Form eines Organismus, seine Struktur, bleibt jedoch immer ein sensibler Indikator für all diese Zusammenhänge und dient als roter Faden für die Erforschung phylogenetischer Fragestellungen. Die morphologische Forschungsmethode nimmt eine führende Position im Studium der Phylogenie ein, und ihre Schlussfolgerungen wurden im Allgemeinen bestätigt, wenn sie durch andere Methoden überprüft wurden. Der große Vorteil der morphologischen Methode ist die Verfügbarkeit ihrer Kombination mit der vergleichenden Forschungsmethode, ohne die es unmöglich ist, die eigentliche Tatsache der Transformation lebender Systeme zu erkennen. Die Gültigkeit der morphologischen Methode wird dadurch erheblich gesteigert, dass sie im Wesentlichen zutiefst selbstkritisch ist, da sie in verschiedenen Richtungen angewendet werden kann.

Wenn wir über umfangreiches paläontologisches Material verfügen (z. B. die Evolution eines Pferdes), können wir die vergleichende morphologische Methode auf die aufeinanderfolgenden Reihen von Vorfahren und Nachkommen anwenden und so die Richtungen und Methoden der Evolution einer bestimmten Gruppe identifizieren. Die Abbildung gibt eine Vorstellung vom Wesen der vergleichenden morphologischen Methode, wie sie auf die Vorfahren des Pferdes angewendet wird. Die sukzessive Reduzierung der Seitenfinger und die Entwicklung des Mittelfingers (III) zeigen die Richtung der evolutionären Entwicklung der "Pferdeserie".

Vergleich der Gliedmaßen von Springmäusen mit abnehmender Fingerzahl und zunehmender Spezialisierung. 1 - kleine Springmaus Allactaga Elator, 2 - Salpingotas Koslovi, 3 - Hochland-Dipus sagitta. I-V - Finger vom ersten bis zum fünften (nach Vinogradov)

Darüber hinaus stimmen paläontologische Daten mit vergleichenden anatomischen Studien moderner Formen überein. Die Abbildung vergleicht die Gliedmaßen von drei Formen mit abnehmender Fingerzahl. Obwohl es sich nicht um eine phylogenetische Serie handelt, wird dennoch die Idee geschaffen, dass alle drei Gliedmaßen das Ergebnis der Manifestation ähnlicher Prozesse sind, die unterschiedliche Entwicklungsstadien erreicht haben. Daher lässt die vergleichende morphologische Methode und in Bezug auf moderne Formen unabhängig von der Paläontologie vermuten, dass sich beispielsweise der Einzehenfuß aus dem Polydaktylus entwickelt haben muss. Wenn zu diesen Schlussfolgerungen die Fakten der vergleichenden Embryologie hinzugefügt werden, die zeigen, dass beispielsweise beim Pferdeembryo die seitlichen Finger angelegt sind und dann allmählich reduziert werden, ergibt sich unsere Schlussfolgerung über die Herkunft des einzehigen Pferdes der polydaktylische Vorfahre wird sogar noch wahrscheinlicher.

Die Übereinstimmung dieser Daten zeigt, dass die Tatsachen der Paläontologie, der vergleichenden Anatomie erwachsener Formen und der vergleichenden Embryologie sich gegenseitig kontrollieren und ergänzen und in ihrer Gesamtheit eine von Haeckel (1899) vorgeschlagene synthetische dreifache Methode phylogenetischer Studien bilden, die ihre Gültigkeit nicht verloren hat Bedeutung auch jetzt. Es wird angenommen, dass die Übereinstimmung der Daten der Paläontologie, der vergleichenden Anatomie und der Embryologie gewissermaßen als Beweis für die Richtigkeit phylogenetischer Konstruktionen dient.

Dies sind die allgemeinsten Prinzipien der phylogenetischen Forschung.

Betrachten wir nun die kurz beschriebenen Elemente der einheitlichen Methode phylogenetischer Studien.

Paläontologische Beweise sind am überzeugendsten. Sie haben jedoch einen großen Mangel, nämlich dass der Paläontologe sich nur mit morphologischen Merkmalen befasst und darüber hinaus mit unvollständigen. Der Organismus als Ganzes ist jenseits der paläontologischen Forschung. Vor diesem Hintergrund ist es für einen Paläontologen besonders wichtig, alle ihm zur Verfügung stehenden Tierspuren zu berücksichtigen, mit deren Überresten er es zu tun hat. Andernfalls könnten seine phylogenetischen Schlussfolgerungen falsch sein.

Nehmen wir an, dass sich die Formen A, B, C, D, E, E in aufeinanderfolgenden geologischen Horizonten gegenseitig ersetzen und dass der Paläontologe die Möglichkeit hat, eine bestimmte Summe ihrer Merkmale zu beobachten - a, b, c usw. Let Nehmen wir weiter an, dass die Form A die Merkmale a 1, b 1, c 1 hat, und in den Formen B, C, D, ... diese Vorzeichen geändert sind (jeweils a 2, b 2, c 2 .. a 3, b 3, c 3 ..., it. d .). Dann erhalten wir mit der Zeit eine solche Reihe von Daten

Diese Tafel entspricht zum Beispiel der "Reihe" der Pferdevorfahren, wo wir vom Eopippus bis zum Pferd eine sukzessive Änderung in der Entwicklung einer Reihe von Charakteren haben. Die Tabelle zeigt die sukzessive Entwicklung für alle führenden Merkmale. Jedes nachfolgende Merkmal (z. B. eine 4) wird von jedem vorherigen (z. B. eine 3) abgeleitet. In solchen Fällen wird es wahrscheinlich, dass sich die Reihe A, B, C, D, E, E bildet phylogenetische Reihe, d. h. eine Reihe von Vorfahren und ihren Nachkommen. Dies ist die Reihe von Eogippus bis zum Pferd und einigen anderen.

Angenommen, wir haben es mit den folgenden Daten zu tun:

d.h. wir geben eine Reihe von Formen an, die sich zeitlich nacheinander ablösen, und erhalten nach einem der Merkmale (b) ein Bild der sequentiellen Entwicklung von h 1 bis h 5. Dennoch ist unsere Reihe keine phylogenetische Reihe, da wir beispielsweise bei den Buchstaben a und b keine konsequente Spezialisierung beobachten. Zum Beispiel hat Typ A die Formel A (a 1, b 1, b 1), aber Typ B ist eindeutig nicht sein direkter Nachkomme, da er die Formel B (a 4, b 2, b 2) hat usw. Offensichtlich , haben wir es hier mit aufeinanderfolgenden "Fragmenten" eines Stammbaums zu tun, von denen viele Zweige nicht gefunden wurden. Daher ist die Reihe A, B, C, D, D, E eigentlich A, B 1, C 2, G 3, D 1. Eine solche Reihe heißt gestuft. Um die Unterschiede zwischen ihr und der phylogenetischen Reihe zu verdeutlichen, verwenden wir eine Abbildung, die die Evolution des Pferdes zeigt. Hier wird die folgende Reihe phylogenetisch sein: Eogippus, Orogippus, Mesogippus, Paragippus, Merigippus, Pliogippus, Plesippus, Pferd. Zum Beispiel würde die folgende Reihe von Formen gestuft werden: Hyracotherium, Epigippus, Myohippus, Anchiterium, Hipparion, Hippidium, Pferd. All dies sind keine Vorfahren und Nachkommen, sondern aufeinanderfolgende, aber verstreute Seitenzweige des Stammbaums.

Wie Sie sehen, ist die Stufenreihe von großer Bedeutung für die Arbeit, da man daraus schließen könnte, dass das Pferd von einem polydaktylischen Vorfahren abstammt.

Schließlich können Sie begegnen adaptive Reichweite, die die Entwicklung einer Anpassung zeigt. Eine solche Serie kann Teil einer phylogenetischen Serie sein, zum Beispiel die Anpassung eines Pferdefußes an das Laufen, aber oft ist dies nicht der Fall, und eine adaptive Serie kann sogar auf Kosten moderner Formen zusammengestellt werden, die keine bilden phylogenetische Reihe überhaupt. Wie Sie sehen, hat der Paläontologe mit großen Schwierigkeiten zu kämpfen. Sein Material ist fragmentarisch, nicht vollständig.

Ein gewisser Ausgleich für die Unvollständigkeit paläontologischer Daten ist jedoch die Möglichkeit, ökologische Daten auf die Paläontologie auszudehnen. Eine bestimmte Form eines Organs (Beinaufbau, Aufbau des Zahnapparates etc.) lässt Rückschlüsse auf die Lebensweise und sogar auf die Zusammensetzung der Nahrung ausgestorbener Tiere zu. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, ihre ökologischen Zusammenhänge zu rekonstruieren. Das entsprechende Wissensgebiet, das in den Werken von V. O. Kovalevsky niedergelegt wurde, hieß Paläobiologie (Abel, 1912). Es kompensiert die bruchstückhafte Natur der Vorstellungen des Paläontologen über ausgestorbene Tiere. Hinsichtlich skelettloser Formen liefert die Paläontologie nur unbedeutendes Material zur Phylogenetik, und in diesen Fällen steht die vergleichende Morphologie mit ihrer Methode der vergleichenden Untersuchung der homologen Strukturen erwachsener und embryonaler Formen der geologischen Neuzeit an erster Stelle. Der Mangel an paläontologischen Daten macht phylogenetische Rückschlüsse sehr viel schwieriger. Daher sind unsere phylogenetischen Konstruktionen für diejenigen Formen am zuverlässigsten, für die paläontologisches Material bekannt ist.

Dennoch bleibt der Forscher auch ohne paläontologische Daten nicht unbewaffnet. In diesem Fall verwendet er eine andere Methode, nämlich das Studium der Stadien der ontogenetischen Entwicklung.

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Diese physischen Veränderungen traten gleichzeitig mit großen Veränderungen in der Bevölkerungsdichte und auf Sozialstruktur. Experten nennen sie „eine evolutionäre Innovation, eine neue Eigenschaft, die in der angestammten Population fehlte und sich im Laufe der Evolution in diesen Eidechsen entwickelt hat“.

Phylogenie (von griechisch „phylon“ – Gattung, Stamm und „Genese“), die historische Entwicklung von Organismen, im Gegensatz zur Ontogenese – die individuelle Entwicklung von Organismen. Die Phylogenie – die Evolution in der Vergangenheit – kann nicht direkt beobachtet werden, und phylogenetische Rekonstruktionen können nicht experimentell überprüft werden.

Zum Beispiel wurden bereits 1844 einige versteinerte Zähne gefunden, die Conodonten genannt werden. An den Kiefern befanden sich im Gegensatz zu allen modernen Vögeln Zähne wie bei Reptilien. Die zweite Schwierigkeit besteht darin, dass es technisch unmöglich ist, die Organisation selbst eines einzelligen Organismus vollständig zu untersuchen. Sowohl die primitivsten Tetrapoden als auch Lungenfische haben Lungen und ein Herz mit drei Kammern, das aus zwei Vorhöfen und einer Herzkammer besteht.

Er formulierte auch die "Methode des dreifachen Parallelismus" - die Hauptmethode phylogenetischer Rekonstruktionen, die in modifizierter und ergänzter Form noch immer verwendet wird. Dadurch werden arterielles Blut aus der Lunge und venöses Blut aus dem Rest des Körpers vermischt, wenn auch nicht so stark wie bei Amphibien.

Parallelismen und ihre evolutionäre Bedeutung

Dieser Zweig der Evolution niederer Wirbeltiere entstand am Ende des Kambriums und ist seit dem Ende des Devons nicht mehr im Fossilienzustand bekannt. Tatsache ist, dass bei fossilen Agnathanen die Kiemenhöhlen, die Gehirnhöhle, die Wände vieler großer Blutgefäße und andere innere Organe. In diesem Fall funktioniert nur die vergleichende Anatomie und in sehr notwendigem Maße die Embryologie. Der weit verbreitete Einsatz von Computertechnologie hat solche Analysen erleichtert, und Kladogramme (aus dem griechischen "klados" - Zweig) begannen, in den meisten phylogenetischen Veröffentlichungen zu erscheinen.

Die Untersuchung der Struktur von Nukleinsäuren und anderen Makromolekülen ist inzwischen zu einer der wichtigsten Ergänzungen der Triple-Parallelismus-Methode geworden. Dies könnte als Fehler gewertet werden, wenn M. F. Ivakhnenko 1983 nicht anhand von paläontologischem Material bewiesen hätte, dass Schildkröten unabhängig von allen anderen Reptilien von Amphibien abstammen.

Die Verfeinerung drückt sich darin aus, dass die Rekonstruktionen immer detaillierter werden. Wenn es in der Welt um uns herum etwas Unbekanntes gibt, dann besteht die Aufgabe der Wissenschaft darin, dieses Unbekannte zu untersuchen und zu erklären, unabhängig von der theoretischen und praktischen Bedeutung des Studiengegenstands. Darüber hinaus sind phylogenetische Rekonstruktionen die Grundlage, auf der die Muster der Evolution aufgeklärt werden.

Es gibt viele andere Evolutionsmuster, die durch phylogenetische Studien entdeckt wurden. Evolutionäre Prozesse werden sowohl unter natürlichen als auch unter Laborbedingungen beobachtet. Die Tatsache der Evolution auf innerartlicher Ebene wurde experimentell nachgewiesen, und die Artbildungsprozesse wurden direkt in der Natur beobachtet.

Beweise für die Evolution

Irgendwo zwischen den Generationen 31.000 und 32.000 traten jedoch in einer der Populationen kardinale Veränderungen auf, die in den anderen nicht beobachtet wurden. Mit 36 ​​Jahren (eine extrem kurze Zeit für die Evolution) veränderten sich Größe und Form des Kopfes, die Beißkraft nahm zu und neue Strukturen im Verdauungstrakt entstanden.

Außerdem enthält der Darm der neuen Population Nematoden, die in der ursprünglichen Population nicht vorhanden waren. Insbesondere zur Bekämpfung des Apfelwicklers Cydia pomonella (dessen Larven die eigentlichen „Würmer“ in Wurmäpfeln sind) wird Cydia pomonella granurovirus (Englisch) Russisch aktiv eingesetzt.

Beobachtungen rezenter Arten zeigen, dass Speziation in bestehenden Populationen kontinuierlich stattfindet. Es gibt viele Beispiele dafür, wie verschiedene Typen können sich unter außergewöhnlichen Bedingungen kreuzen. Je nach Lebensraum rund um die Berge bilden Salamander verschiedene Formen aus, die ihre morphologischen und ökologischen Eigenschaften nach und nach verändern.

Nach dem Fossilienbestand und Messungen der Mutationsraten zu urteilen, wird in der Natur im Durchschnitt über 3 Millionen Jahre eine vollständige Inkompatibilität der Genome erreicht, die eine Kreuzung unmöglich macht. Das bedeutet, dass die Beobachtung der Bildung einer neuen Art unter natürlichen Bedingungen prinzipiell möglich ist, aber dies ein seltenes Ereignis ist. Gleichzeitig kann unter Laborbedingungen die Geschwindigkeit evolutionärer Veränderungen erhöht werden, sodass auf eine Artbildung bei Labortieren zu hoffen ist.

Die Apfelfleckfliege Rhagoletis pomonella ist ein Beispiel für beobachtete sympatrische Artbildung (d. h. Artbildung, die aus der Aufteilung in ökologische Nischen resultiert). Die Praxis zeigt, dass biologische Klassifikationen zugrunde liegen verschiedene Vorzeichen, tendieren dazu, zu demselben baumartigen hierarchischen Schema zu neigen - einer natürlichen Klassifikation.

Dieses Ergebnis ist beim evolutionären Ursprung von Tieren von einem gemeinsamen Vorfahren zu erwarten. Die Verzweigung des Stammbaums entspricht der Teilung von Populationen im Speziationsprozess. Objekte, die nicht im Laufe der Evolution entstanden sind, besitzen diese Eigenschaft in der Regel nicht. Sie können diese Objekte optional in verschiedenen Hierarchien kombinieren, aber es gibt keine einzelne Zielhierarchie, die grundsätzlich besser ist als alle anderen.

Der Begriff wurde 1866 vom deutschen Evolutionisten E. Haeckel vorgeschlagen. Später erhielt der Begriff "Phylogenese" eine breitere Interpretation - ihm wurde die Bedeutung der Geschichte des Evolutionsprozesses zugewiesen. Man kann von der Phylogenese einzelner Merkmale sprechen: Organe, Gewebe, biochemische Prozesse, die Struktur biologischer Moleküle und die Phylogenese von Taxa jeden Ranges - von Arten bis zu Superkönigreichen. Der Zweck phylogenetischer Studien ist die Rekonstruktion des Ursprungs und der sukzessiven evolutionären Transformationen der untersuchten Strukturen und Taxa.

Paläontologische Daten bringen, wie bereits erwähnt, eine Zeitskala in diese Rekonstruktionen ein und ergänzen sie um ausgestorbene Formen, machen die Reihen also detaillierter und damit zuverlässiger.

Eine der berühmtesten und am besten untersuchten davon ist die phylogenetische Reihe moderner Huftiere. Mehrere paläontologische Funde und identifizierte Übergangsformen bilden eine wissenschaftliche Evidenzbasis für diese Serie. Bereits 1873 vom russischen Biologen Vladimir Onufrievich Kovalevsky beschrieben, ist die phylogenetische Reihe des Pferdes bis heute eine „Ikone“ der evolutionären Paläontologie.

Entwicklung durch die Jahrhunderte

In der Evolution sind phylogenetische Reihen Übergangsformen, die sich sukzessive ablösten und zur Bildung moderner Arten führten. Durch die Anzahl der Glieder kann die Reihe vollständig oder teilweise sein, jedoch ist das Vorhandensein aufeinanderfolgender Übergangsformen Voraussetzung ihre Beschreibungen.

Die phylogenetische Reihe des Pferdes wird gerade wegen des Vorhandenseins solcher aufeinanderfolgender Formen, die sich gegenseitig ersetzen, als Beweis für die Evolution bezeichnet. Die Vielzahl paläontologischer Funde verleiht ihr eine hohe Zuverlässigkeit.

Beispiele für phylogenetische Reihen

Die Anzahl der Pferde ist nicht die einzige unter den beschriebenen Beispielen. Gut recherchiert u ein hohes Maß Zuverlässigkeit der phylogenetischen Reihe von Walen und Vögeln. Und in wissenschaftlichen Kreisen umstritten und am häufigsten in diversen populistischen Unterstellungen verwendet ist die phylogenetische Reihe von modernen Schimpansen und Menschen. Streitigkeiten über die hier fehlenden Zwischenglieder reißen in der Wissenschaftsgemeinde nicht ab. Aber ganz gleich, wie viele Gesichtspunkte es gibt, die Bedeutung phylogenetischer Reihen als Beweis für die evolutionäre Anpassungsfähigkeit von Organismen an sich ändernde Bedingungen bleibt unbestreitbar. Umfeld.

Verknüpfung der Pferdeevolution mit der Umwelt

Mehrere Studien von Paläontologen haben die Theorie von O. V. Kovalevsky über die enge Beziehung zwischen Veränderungen im Skelett der Vorfahren von Pferden und Veränderungen in der Umwelt bestätigt. Das sich ändernde Klima hat abgenommen Waldgebiete, und die Vorfahren der modernen Einzehenhufer, die an die Lebensbedingungen in den Steppen angepasst sind. Benötigen für Schnell - bewegend provozierte Veränderungen in der Struktur und Anzahl der Finger an den Gliedmaßen, Veränderungen im Skelett und in den Zähnen.

Erstes Glied in der Kette

Im frühen Eozän, vor mehr als 65 Millionen Jahren, lebte der erste große Vorfahre des modernen Pferdes. Dies ist ein „niedriges Pferd“ oder Eohippus, das die Größe eines Hundes (bis zu 30 cm) hatte und sich auf den gesamten Fuß des Gliedes stützte, an dem sich vier (vordere) und drei (hintere) Finger mit kleinen Hufen befanden . Eohippus ernährte sich von Trieben und Blättern und hatte Warzenzähne. Braune Färbung und spärliches Haar an einem beweglichen Schwanz - das ist der entfernte Vorfahre von Pferden und Zebras auf der Erde.

Zwischenprodukte

Vor etwa 25 Millionen Jahren änderte sich das Klima auf dem Planeten und Steppen begannen, Wälder zu ersetzen. Im Miozän (vor 20 Millionen Jahren) erscheinen Mesogippus und Parahippus, die den modernen Pferden bereits ähnlicher sind. Und als erster pflanzenfressender Vorfahre in der phylogenetischen Reihe des Pferdes gelten Merikgippus und Pliogippus, die vor 2 Millionen Jahren in die Arena des Lebens eintraten. Hipparion - das letzte dreifingrige Glied

Dieser Vorfahre lebte im Miozän und Pliozän in den Ebenen Nordamerikas, Asiens und Afrikas. Dieses dreizehige Pferd, das einer Gazelle ähnelte, hatte noch keine Hufe, konnte aber schnell laufen, aß Gras und sie besetzte weite Gebiete.

Einzehenpferd - Pliogippus

Diese einzehigen Vertreter erscheinen vor 5 Millionen Jahren in den gleichen Gebieten wie die Hipparions. Die Umweltbedingungen ändern sich – sie werden noch trockener und die Steppen wachsen stark. Hier stellte sich heraus, dass Einfingerfertigkeit ein wichtigeres Zeichen für das Überleben war. Diese Pferde hatten eine Widerristhöhe von bis zu 1,2 Metern, 19 Rippenpaare und kräftige Beinmuskeln. Ihre Zähne bekommen lange Kronen und Schmelzfalten mit einer entwickelten Zementschicht.

Das bekannte Pferd

Das moderne Pferd als Endstadium der phylogenetischen Reihe erschien am Ende des Neogens und am Ende des letzten Eiszeit(vor etwa 10.000 Jahren) wurden bereits Millionen von Wildpferden in Europa und Asien weiden lassen. Obwohl die Bemühungen primitiver Jäger und die Verkleinerung der Weiden ein Wildpferd bereits vor 4.000 Jahren zu einer Seltenheit gemacht haben. Aber seine beiden Unterarten – der Tarpan in Russland und das Przewalski-Pferd in der Mongolei – konnten sich viel länger halten als alle anderen.

wilde Pferde

Heute gibt es praktisch keine echten Wildpferde mehr. Der russische Tarpan gilt als ausgestorben, und das Przewalski-Pferd kommt nicht natürlich vor. Herden von Pferden, die frei grasen, sind verwilderte domestizierte Formen. Obwohl solche Pferde schnell wieder in die Wildnis zurückkehren, unterscheiden sie sich immer noch von echten Wildpferden.

Sie haben lange Mähnen und Schwänze und sind bunt. Die außergewöhnlich braunen Przewalski-Pferde und die Maustarpane haben sozusagen getrimmte Pony, Mähnen und Schweife.

In Mittel- und Nordamerika wurden Wildpferde von den Indianern vollständig ausgerottet und tauchten dort erst nach der Ankunft der Europäer im 15. Jahrhundert auf. Die wilden Nachkommen der Pferde der Eroberer führten zu zahlreichen Mustangherden, deren Anzahl heute durch Abschuss kontrolliert wird.

Neben Mustangs gibt es in Nordamerika zwei Arten wilder Inselponys - auf den Inseln Assateague und Sable. Halbwilde Herden von Camargue-Pferden gibt es in Südfrankreich. In den Bergen und Sümpfen Großbritanniens findet man auch einige wilde Ponys.

Unsere Lieblingspferde

Der Mensch zähmte das Pferd und brachte mehr als 300 seiner Rassen hervor. Von Schwergewichten über Miniaturponys bis hin zu stattlichen Rennrassen. In Russland werden etwa 50 Pferderassen gezüchtet. Der bekannteste von ihnen ist der Orjol-Traber. Außergewöhnlich weiße Farbe, hervorragender Trab und Wendigkeit - diese Eigenschaften wurden von Graf Orlov, der als Begründer dieser Rasse gilt, so geschätzt.

 

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