Ilmu pengetahuan modern memiliki sangat banyak fakta yang membuktikan adanya proses evolusi. Ini adalah data dari biokimia, genetika, embriologi, anatomi, taksonomi, biogeografi, paleontologi dan banyak disiplin ilmu lainnya.

Bukti kesatuan asal usul dunia organik. Semua organisme, baik itu virus, bakteri, tumbuhan, hewan atau jamur, memiliki komposisi kimia unsur yang sangat dekat. Dalam semuanya, protein dan asam nukleat memainkan peran yang sangat penting dalam fenomena kehidupan, yang dibangun menurut prinsip tunggal dan dari komponen serupa. Sangat penting untuk menekankan bahwa tingkat kesamaan yang tinggi ditemukan tidak hanya dalam struktur molekul biologis, tetapi juga dalam cara mereka berfungsi. Prinsip pengkodean genetik, biosintesis protein dan asam nukleat (lihat 14-16) adalah sama untuk semua makhluk hidup. Pada sebagian besar organisme, ATP digunakan sebagai molekul penyimpan energi, mekanisme pemecahan gula dan siklus energi utama sel juga sama.

Sebagian besar organisme memiliki struktur seluler. Sel adalah blok bangunan dasar kehidupan. Struktur dan fungsinya sangat mirip pada organisme yang berbeda. Pembelahan sel - mitosis, dan dalam sel germinal - meiosis - dilakukan dengan cara yang pada dasarnya sama di semua eukariota.

Sangat tidak mungkin bahwa kemiripan yang luar biasa dalam struktur dan fungsi organisme hidup adalah hasil dari kebetulan yang acak. Ini adalah hasil dari asal usul mereka yang sama.

Bukti embriologis untuk evolusi. Data embriologis mendukung asal usul evolusi dunia organik.

Ilmuwan Rusia Karl Baer (1792-1876) menemukan kesamaan mencolok antara embrio berbagai vertebrata. Dia menulis: “Embrio mamalia, burung, kadal, dan ular sangat mirip satu sama lain pada tahap paling awal, baik secara umum maupun dalam cara pengembangan bagian-bagian individu. Saya memiliki dua kuman kecil dalam alkohol saya yang saya lupa beri label, dan sekarang saya benar-benar tidak dapat membedakan kelas mana mereka berasal. Mungkin ini adalah kadal, mungkin mereka adalah burung kecil, dan mungkin mereka adalah mamalia yang sangat kecil, kemiripan struktur kepala dan tubuh hewan ini sangat besar. Namun, embrio ini belum memiliki anggota badan. Tetapi bahkan jika mereka berada pada tahap paling awal dari perkembangan mereka, kita tidak akan tahu apa-apa, karena kaki kadal dan mamalia, sayap dan kaki burung, serta lengan dan kaki manusia, berkembang dari yang sama. bentuk dasar. .

Beras. 52. Kesamaan tahap awal perkembangan embrio vertebrata

Pada tahap perkembangan selanjutnya, perbedaan antara embrio meningkat, tanda-tanda kelas, ordo, keluarga muncul (Gbr. 52). C. Darwin menganggap kesamaan tahap awal ontogenesis pada perwakilan taksa besar yang berbeda sebagai indikasi asal usul mereka melalui evolusi dari nenek moyang yang sama. Penemuan terbaru dalam genetika perkembangan telah mengkonfirmasi hipotesis Darwin. Telah ditunjukkan, misalnya, bahwa proses yang paling penting dari ontogeni awal di semua vertebrata dikendalikan oleh gen yang sama. Selain itu, banyak dari gen pengatur ini juga ditemukan pada invertebrata (cacing, moluska, dan artropoda). Gambar 53 menunjukkan wilayah aktivitas gen keluarga Hox selama pembentukan sistem saraf pada Drosophila dan tikus. Nenek moyang terakhir dari kedua spesies hewan ini ada lebih dari 500 juta tahun yang lalu. Meskipun demikian, pada tikus dan Drosophila, tidak hanya gen pengatur itu sendiri yang sebagian besar tetap tidak berubah, tetapi juga urutan pengaturannya dalam kromosom, dan urutan inklusi mereka dalam ontogenesis, dan posisi timbal balik dari daerah sistem saraf yang sedang berkembang. di mana gen ini aktif.

Beras. 53. Perbandingan wilayah aktivitas gen yang mengontrol perkembangan sistem saraf pada Drosophila dan tikus

Bukti morfologis untuk evolusi. Nilai khusus untuk membuktikan kesatuan asal usul dunia organik adalah bentuk-bentuk yang menggabungkan fitur dari beberapa unit sistematis besar. Adanya bentuk peralihan tersebut menunjukkan bahwa pada zaman geologis sebelumnya hiduplah organisme yang merupakan nenek moyang dari beberapa kelompok sistematik. Contoh yang baik dari hal ini adalah organisme uniseluler Euglena green. Ini secara bersamaan memiliki ciri khas tumbuhan (kloroplas, kemampuan untuk menggunakan karbon dioksida) dan hewan paling sederhana (flagella, mata peka cahaya, dan bahkan kemiripan pembukaan mulut).

Lamarck juga memperkenalkan pembagian hewan menjadi vertebrata dan invertebrata. Untuk waktu yang lama, tidak ada hubungan yang ditemukan di antara mereka, sampai studi ilmuwan domestik A. O. Kovalevsky membangun hubungan antara kelompok-kelompok hewan ini. A. O. Kovalevsky membuktikan bahwa invertebrata yang tampaknya khas - ascidian sesil - berkembang dari larva yang berenang bebas. Ia memiliki akord dan sangat mirip dengan lancelet, perwakilan vertebrata, seperti yang diyakini saat itu. Berdasarkan penelitian tersebut, seluruh kelompok hewan, yang termasuk ascidia, melekat pada vertebrata dan jenis ini diberi nama chordata.

Hubungan antara kelas-kelas hewan yang berbeda juga menggambarkan dengan baik kesamaan asal-usul mereka. Ovipar (misalnya, echidna dan platipus) dalam sejumlah fitur organisasi mereka adalah perantara antara reptil dan mamalia.

Struktur kaki depan beberapa vertebrata (Gbr. 54), misalnya, sirip ikan paus, lumba-lumba, cakar tahi lalat, sayap kelelawar, cakar buaya, sayap burung, tangan manusia, terlepas dari kinerja fungsi yang sama sekali berbeda oleh organ-organ ini, pada prinsipnya serupa. Beberapa tulang dalam kerangka anggota badan mungkin tidak ada, yang lain mungkin tumbuh bersama, ukuran relatif tulang dapat berubah, tetapi homologinya, yaitu kesamaan berdasarkan asal yang sama, cukup jelas. Organ homolog adalah organ yang berkembang dari primordia embrionik yang sama dengan cara yang sama.

Beras. 54. Homologi kaki depan vertebrata

Beberapa organ atau bagiannya tidak berfungsi pada hewan dewasa dan berlebihan bagi mereka - inilah yang disebut organ vestigial, atau rudimen. Kehadiran dasar-dasar, serta organ-organ homolog, juga merupakan bukti asal yang sama. Mata yang belum sempurna ditemukan pada hewan yang benar-benar buta yang menjalani gaya hidup bawah tanah. Kerangka tungkai belakang paus, yang tersembunyi di dalam tubuhnya, adalah sisa-sisa yang membuktikan asal usul terestrial nenek moyangnya. Pada manusia, organ yang belum sempurna juga dikenal. Begitulah otot-otot yang menggerakkan daun telinga, sisa kelopak mata ketiga, atau yang disebut membran pengait, dll.

Bukti paleontologis untuk evolusi. Pengembangan, misalnya, chordata dilakukan secara bertahap. Pada awalnya, chordata yang lebih rendah muncul, kemudian ikan, amfibi, dan reptil muncul secara berurutan dalam waktu. Reptil, pada gilirannya, menimbulkan mamalia dan burung. Pada awal perkembangan evolusioner mereka, mamalia diwakili oleh sejumlah kecil spesies, sementara reptil berkembang biak. Belakangan, jumlah spesies mamalia dan burung meningkat tajam, dan sebagian besar spesies reptil menghilang. Dengan demikian, data paleontologi menunjukkan adanya perubahan bentuk hewan dan tumbuhan dari waktu ke waktu.

Dalam beberapa kasus, paleontologi menunjukkan penyebab transformasi evolusioner. Dalam hal ini, evolusi kuda menarik. Kuda modern diturunkan dari nenek moyang omnivora kecil yang hidup 60-70 juta tahun yang lalu di hutan dan memiliki anggota badan berjari lima. Perubahan iklim di Bumi, yang mengakibatkan pengurangan kawasan hutan dan peningkatan ukuran stepa, mengarah pada fakta bahwa nenek moyang kuda modern mulai mengembangkan habitat baru - stepa. Kebutuhan akan perlindungan dari pemangsa dan pergerakan jarak jauh untuk mencari padang rumput yang baik menyebabkan transformasi anggota badan - penurunan jumlah falang menjadi satu (Gbr. 55). Sejalan dengan perubahan anggota badan, seluruh organisme berubah: peningkatan ukuran tubuh, perubahan bentuk tengkorak dan komplikasi struktur gigi, munculnya karakteristik saluran pencernaan mamalia herbivora, dan banyak lagi.

Beras. 55. Serangkaian sejarah perubahan struktur kaki depan kuda

Sebagai akibat dari perubahan kondisi eksternal di bawah pengaruh seleksi alam, terjadi transformasi bertahap dari omnivora kecil berjari lima menjadi herbivora besar. Materi paleontologi terkaya adalah salah satu bukti paling meyakinkan dari proses evolusi yang telah berlangsung di planet kita selama lebih dari 3 miliar tahun.

Bukti biogeografis untuk evolusi. Bukti mencolok dari perubahan evolusioner di masa lalu dan yang sedang berlangsung adalah penyebaran hewan dan tumbuhan di permukaan planet kita. Bahkan di era penemuan geografis Hebat, para pelancong dan naturalis kagum dengan keragaman hewan di negara-negara yang jauh, fitur distribusi mereka. Namun, hanya A. Wallace yang berhasil membawa semua informasi ke dalam sistem dan mengidentifikasi enam wilayah biogeografis (Gbr. 56): 1) Paleoarctic, 2) Neoarctic (zona Paleoarctic dan Neoarctic sering digabungkan menjadi wilayah Holarctic), 3) Indo -Malayan, 4) Ethiopia , 5) Neotropis dan 6) Australia.

Beras. 56. Peta zona biogeografis

Perbandingan dunia hewan dan tumbuhan dari zona yang berbeda memberikan bahan ilmiah terkaya untuk membuktikan proses evolusi. Fauna dan flora di wilayah Paleoarctic (Eurasia) dan Neoarctic (Amerika Utara), misalnya, memiliki banyak kesamaan. Ini dijelaskan oleh fakta bahwa di masa lalu ada jembatan darat antara daerah-daerah ini - Tanah Genting Bering. Sebaliknya, wilayah Neoarktik dan Neotropis memiliki sedikit kesamaan, meskipun saat ini mereka dihubungkan oleh Tanah Genting Panama. Ini karena isolasi Amerika Selatan selama beberapa puluh juta tahun. Setelah munculnya Jembatan Panama, hanya beberapa spesies Amerika Selatan yang berhasil menembus utara (landak, armadillo, opossum). Spesies Amerika Utara agak lebih berhasil dalam pengembangan wilayah Amerika Selatan. Llama, rusa, rubah, berang-berang, beruang memasuki Amerika Selatan, tetapi tidak memiliki dampak signifikan pada komposisi spesiesnya yang unik.

Fauna wilayah Australia menarik dan asli. Diketahui bahwa Australia memisahkan diri dari Asia Selatan bahkan sebelum munculnya mamalia tingkat tinggi.

Dengan demikian, distribusi spesies hewan dan tumbuhan di permukaan planet dan pengelompokannya ke dalam zona biogeografis mencerminkan proses perkembangan sejarah Bumi dan evolusi makhluk hidup.

Fauna dan flora pulau. Untuk memahami proses evolusi, fauna dan flora pulau-pulau itu menarik. Komposisi fauna dan flora mereka sepenuhnya bergantung pada sejarah asal usul pulau-pulau tersebut. Pulau-pulau dapat berasal dari benua, yaitu dapat merupakan hasil pemisahan sebagian daratan, atau berasal dari samudera (vulkanik dan karang).

Pulau-pulau daratan dicirikan oleh fauna dan flora yang komposisinya mirip dengan daratan. Namun, semakin tua pulau dan semakin signifikan penghalang airnya, semakin banyak perbedaan yang ditemukan. Kepulauan Inggris terpisah dari Eropa baru-baru ini dan memiliki fauna yang identik dengan Eropa. Di pulau-pulau terpencil yang panjang, proses divergensi spesies berjalan lebih jauh. Di Madagaskar, misalnya, tidak ada ungulata besar khas Afrika: banteng, antelop, badak, zebra. Tidak ada predator besar (singa, macan tutul, hyena), monyet yang lebih tinggi (babon, monyet). Namun, banyak primata yang lebih rendah adalah lemur, yang tidak ditemukan di tempat lain.

Gambaran yang sama sekali berbeda terungkap ketika memeriksa fauna pulau-pulau samudera. Komposisi spesies mereka sangat buruk. Di sebagian besar pulau-pulau ini, tidak ada mamalia darat dan amfibi yang tidak mampu mengatasi hambatan air yang signifikan. Seluruh fauna pulau-pulau samudera adalah hasil dari pengenalan beberapa spesies secara tidak sengaja, biasanya burung, reptil, dan serangga, kepada mereka. Perwakilan dari spesies semacam itu yang jatuh di pulau-pulau samudera menerima banyak peluang untuk berkembang biak. Misalnya, di Kepulauan Galapagos, dari 108 spesies burung, 82 adalah endemik (yaitu, mereka tidak ditemukan di tempat lain) dan 8 spesies reptil hanya khas untuk pulau-pulau ini. Berbagai macam siput telah ditemukan di Kepulauan Hawaii, di mana 300 spesies endemik termasuk dalam genus yang sama.

Sejumlah besar fakta biogeografis yang beragam menunjukkan bahwa ciri-ciri distribusi makhluk hidup di planet ini terkait erat dengan transformasi kerak bumi dan perubahan evolusioner dalam spesies.

Bukti molekuler untuk evolusi. Saat ini, penguraian lengkap genom manusia (totalitas semua gen) dan genom sejumlah hewan, tumbuhan, dan mikroorganisme hampir selesai. Urutan lengkap nukleotida dalam DNA diketahui dalam sejumlah besar spesies organisme hidup. Perbandingan urutan ini memberikan petunjuk baru untuk konstruksi silsilah kehidupan di Bumi.

Banyak mutasi adalah substitusi dari satu nukleotida ke yang lain. Mutasi terjadi, sebagai suatu peraturan, selama replikasi DNA (lihat 14). Oleh karena itu, semakin banyak generasi telah berlalu sejak perbedaan dua spesies dari nenek moyang yang sama, substitusi nukleotida yang lebih acak seharusnya terakumulasi dalam genom spesies anak ini. Nenek moyang yang sama dari manusia dan simpanse ada sekitar lima juta tahun yang lalu, dan nenek moyang yang sama dari manusia dan tikus lebih dari 80 juta tahun yang lalu. Ketika kita membandingkan urutan nukleotida gen, seperti gen beta-globin, kita melihat bahwa ada perbedaan yang jauh lebih sedikit antara gen manusia dan simpanse daripada antara manusia (atau simpanse) dan gen tikus.

Penilaian kuantitatif dari perbedaan-perbedaan ini memungkinkan untuk membangun pohon silsilah yang menunjukkan hubungan berbagai taksa (spesies, ordo, famili, kelas) dan untuk menentukan waktu relatif divergensi mereka. Pada dasarnya, pohon ini bertepatan dengan yang dibangun berdasarkan data morfologi, embriologi, dan paleontologi. Namun, dalam beberapa kasus hal mengejutkan terungkap. Ternyata paus dan artiodactyl adalah kerabat yang jauh lebih dekat daripada artiodactyl dan equid. Tahi lalat emas Afrika secara filogenetis lebih dekat dengan gajah daripada tahi lalat kita. Metode modern genetika molekuler memungkinkan untuk menganalisis gen tidak hanya organisme hidup, tetapi juga spesies yang telah lama punah, menggunakan jejak DNA dalam sisa-sisa fosil. Ini membantu untuk melacak jalur evolusi kehidupan di Bumi.

1. 0 sebagaimana dibuktikan oleh fakta-fakta berikut: organisasi serupa dari proses molekuler di semua organisme yang hidup di Bumi; keberadaan bentuk peralihan dan organ rudimenter? Membenarkan jawabannya.
2. Fauna dan flora Amerika Utara dan Eurasia mirip satu sama lain, sedangkan flora dan fauna Amerika Utara dan Selatan sangat berbeda. Bagaimana Anda menjelaskan fakta-fakta ini?
3. Biasanya, spesies endemik cukup umum di pulau-pulau (tidak ditemukan di tempat lain di dunia). Bagaimana ini bisa dijelaskan?
4. Hewan fosil - Archaeopteryx memiliki tanda-tanda burung dan reptil. Evaluasi fakta ini dari sudut pandang ilmiah.

fenomena sosial

Keuangan dan Krisis

Elemen dan cuaca

Ilmu pengetahuan dan teknologi

fenomena yang tidak biasa

pemantauan alam

Bagian penulis

Sejarah pembukaan

dunia ekstrim

Bantuan Info

Arsip file

Diskusi

Jasa

Info depan

Informasi NF OKO

Ekspor RSS

tautan yang bermanfaat

Topik Penting

Tes statistik formal mengkonfirmasi asal usul semua organisme hidup dari satu nenek moyang

Gagasan tentang kesatuan asal usul semua makhluk hidup secara umum diterima di kalangan ahli biologi, tetapi argumen yang mendukungnya sebagian besar bersifat kualitatif, bukan kuantitatif. Uji statistik formal berdasarkan "teori pemilihan model" dan tidak menggunakan asumsi apriori bahwa kesamaan molekul protein menunjukkan hubungan mereka menunjukkan bahwa hipotesis asal usul tunggal semua makhluk hidup jauh lebih masuk akal daripada model alternatif, yang menunjukkan asal usul independen kelompok organisme yang berbeda dari nenek moyang yang berbeda.

Darwin berpikir bahwa semua organisme hidup berasal baik dari satu bentuk awal atau dari beberapa (lihat keturunan umum). Darwin membiarkan pertanyaan tentang jumlah nenek moyang pertama terbuka, karena pada abad ke-19 sains belum memiliki sarana untuk memecahkan masalah ini. Saat ini, sebagian besar ahli biologi percaya bahwa semua makhluk hidup berasal dari "leluhur bersama universal terakhir" (leluhur bersama universal terakhir, LUCA). Nenek moyang ini, bagaimanapun, bukanlah organisme tunggal atau "spesies" dalam arti kata modern, melainkan komunitas mikroba polimorfik di mana pertukaran gen horizontal aktif terjadi.

Tentu saja, LUCA bukanlah makhluk hidup pertama di dunia: kemunculannya didahului oleh evolusi panjang (di mana, khususnya, kode genetik modern dan aparatus sintesis protein terbentuk, lihat: Vetsigian, Woese, Goldenfeld. 2006. Evolusi kolektif dan kode genetik). Makhluk lain kemungkinan besar hidup pada waktu yang sama dengan LUCA, tetapi keturunan mereka mati. Kebanyakan ahli percaya bahwa LUCA sudah memiliki DNA dan RNA, enzim replikasi dan transkripsi, ribosom, dan komponen lain dari aparatus sintesis protein. Argumen terkuat yang mendukung realitas LUCA adalah kesatuan kode genetik dan kesamaan mendasar dari sistem molekuler DNA, RNA, dan sintesis protein di semua organisme hidup (lihat: Bukti genetik molekuler untuk evolusi). Tetapi argumen ini, dengan segala daya persuasifnya, bukanlah kuantitatif melainkan kualitatif. Sangat sulit untuk memperkirakan kekuatannya secara numerik.

Jika kehidupan pernah muncul di Bumi atau di luar angkasa, maka secara teoritis kehidupan bisa muncul beberapa kali. Pada prinsipnya, dapat diasumsikan bahwa kehidupan modern diturunkan dari lebih dari satu nenek moyang. Misalnya, bakteri dapat diturunkan dari satu, dan archaea dari nenek moyang lain (sudut pandang ini kadang-kadang diungkapkan, meskipun memiliki sedikit pendukung).

Prosedur statistik yang ketat untuk menyelesaikan dilema ini sejauh ini praktis tidak digunakan. Metode standar untuk membandingkan urutan nukleotida DNA dan urutan asam amino protein melibatkan perhitungan sejumlah indikator kuantitatif yang mencerminkan kemungkinan bahwa kesamaan yang diamati adalah hasil kebetulan (lihat: Statistik Skor Kesamaan Urutan). Nilai yang rendah dari indikator-indikator ini menunjukkan signifikansi statistik (non-keacakan) dari kesamaan, tetapi pada prinsipnya mereka bukan bukti yang ketat dari hubungan (kesatuan asal) dari molekul yang dibandingkan. Kesamaan yang tinggi dari dua urutan secara teoritis dapat dijelaskan tidak hanya oleh asal yang sama, tetapi juga oleh evolusi konvergen di bawah pengaruh faktor seleksi yang serupa.

Bahkan klaim yang lebih serius dapat dibuat terhadap sebagian besar program komputer yang dirancang untuk membangun pohon evolusi. Program-program ini, sebagai suatu peraturan, difokuskan untuk membangun pohon evolusi "terbaik" berdasarkan serangkaian urutan yang dibandingkan, yaitu, memiliki dukungan statistik maksimum. Program-program ini sama sekali tidak mempertimbangkan kemungkinan beberapa pohon yang tidak terkait tumbuh dari beberapa akar independen. Metode ini dapat mengukur dan membandingkan "kemungkinan" pohon yang berbeda, tetapi tidak mungkin untuk memahami apakah model dengan satu pohon lebih atau kurang mungkin dibandingkan model dengan dua atau tiga pohon independen. Dengan kata lain, gagasan tentang satu nenek moyang yang sama dibangun ke dalam program-program ini sejak awal (yang mencerminkan keyakinan mendalam para ahli biologi bahwa nenek moyang seperti itu ada di setiap pasangan organisme hidup).

Douglas L. Theobald dari Brandeis University (USA) mencoba mengatasi keterbatasan ini dan mengembangkan uji statistik independen untuk menguji hipotesis LUCA, yang tidak memiliki gagasan bahwa kesamaan barisan adalah ukuran hubungan mereka, dan bahkan gagasan tentang kesatuan asal pada awalnya akan ditetapkan. Theobald tidak mencoba mencari tahu seberapa signifikan secara statistik kesatuan kode genetik semua organisme. Tugasnya lebih sempit: dia ingin mengukur seberapa andal (atau tidak dapat diandalkannya) bukti LUCA dalam rangkaian asam amino dari protein kunci yang dimiliki semua makhluk hidup.

Pendekatan Theobald didasarkan pada tes yang dikembangkan di dalam teori pemilihan model(teori pemilihan model). Tiga tes digunakan untuk membandingkan model evolusi yang bersaing: 1) rasio kemungkinan log, LLR (lihat Likelihood-ratiotest ; 2) Akaike information criteria (AIC); 3) faktor log Bayes . Tes ini mengukur "kemungkinan" dari model yang dibandingkan (dalam hal ini, rekonstruksi evolusi yang terdiri dari satu atau banyak pohon) berdasarkan dua kriteria utama: 1) keakuratan korespondensi model dengan fakta nyata, 2) parsimonicity (kekikiran) dari model. Dengan kata lain, teknik ini memungkinkan Anda untuk memilih dari berbagai model yang paling akurat menggambarkan (menjelaskan) fakta yang diamati, menggunakan jumlah minimum asumsi ("parameter bebas") untuk ini.

Theobald menganalisis urutan asam amino dari 23 protein yang dimiliki semua organisme hidup (terutama protein yang terlibat dalam sintesis protein sintetase aminoasil-tRNA, protein ribosom, faktor pemanjangan, dll.). Urutan protein diambil dari 12 organisme: empat bakteri, empat archaea dan empat eukariota (ragi, Drosophila, cacing C.elegan, Manusia).

Model evolusioner yang dibandingkan dibangun atas dasar sejumlah asumsi yang diterima secara umum. Diasumsikan bahwa urutan asam amino secara bertahap dapat berubah dalam perjalanan evolusi dengan mengganti beberapa asam amino dengan yang lain. Matriks 20 × 20 yang dikembangkan sebelumnya digunakan, yang mencerminkan probabilitas empiris atau frekuensi substitusi setiap asam amino dengan asam amino lainnya. Diasumsikan juga bahwa substitusi asam amino yang terjadi pada jalur evolusi yang berbeda dan di wilayah protein yang berbeda tidak berkorelasi satu sama lain.

Hipotesis satu nenek moyang yang sama (LUCA) dibandingkan dengan hipotesis tentang beberapa nenek moyang yang sama, dan pertanyaan tentang asal usul kehidupan tunggal atau ganda ditinggalkan di belakang layar. Faktanya adalah bahwa hipotesis LUCA cukup cocok dengan berbagai asal usul kehidupan. Dalam hal ini, semua bentuk kehidupan purba lainnya, kecuali LUCA, tidak meninggalkan keturunan yang bertahan hingga hari ini, atau perwakilan dari beberapa populasi yang muncul secara independen memperoleh kemampuan untuk bertukar gen satu sama lain selama evolusi dan benar-benar bergabung menjadi satu spesies. Model yang dipertimbangkan oleh Theobald kompatibel dengan kedua skenario ini.

Model evolusi alternatif, yang dibandingkan dalam artikel yang dibahas di Alam. sebuah- semua makhluk hidup berasal dari dua atau lebih nenek moyang yang berbeda, b dari satu nenek moyang. garis titik titik peristiwa pertukaran genetik horizontal ditunjukkan. Beras. dari sinopsis populer hingga artikel Steel & Penny yang dimaksud

Penulis mempertimbangkan dua kelas model: yang pertama, pertukaran genetik horizontal tidak diperhitungkan, dan organisme harus berevolusi sesuai dengan skema seperti pohon. Model kelas kedua memungkinkan pertukaran horizontal (termasuk fusi simbiogenetik dari dua organisme menjadi satu), sehingga skema tidak seperti pohon, tetapi menyatu, dengan jumper di antara cabang. Dalam setiap kelas, model yang paling masuk akal dibandingkan satu sama lain, dibangun atas dasar berbagai asumsi tentang jumlah nenek moyang asli. Model asal tunggal (ABE, di mana A adalah archaea, B adalah bakteri, E adalah eukariota) dibandingkan dengan berbagai model asal ganda: AE + B (archaea dan eukariota memiliki satu nenek moyang yang sama, tetapi bakteri berevolusi dari nenek moyang yang berbeda) , AB + E , BE + A, A + B + E, dll. Bahkan kemungkinan asal usul independen dari hewan atau manusia multiseluler dipertimbangkan.

Ketiga tes yang digunakan dalam semua kasus sangat mendukung hipotesis LUCA sebagai lawan dari hipotesis asal ganda alternatif. Misalnya, untuk model kelas 1, "kemungkinan" hipotesis ABE ternyata 10 2860 kali lebih tinggi daripada pesaing terdekatnya (model AE + B). Angka ini bahkan tidak bisa disebut "astronomi", tidak ada angka sebesar itu dalam astronomi. Kira-kira dukungan andal yang sama diterima oleh hipotesis kelas 2 (dengan transfer horizontal) bila dibandingkan dengan hipotesis kelas 1. pertukaran genetik horizontal antara garis yang berkembang. Model ini, khususnya, cukup mencerminkan asal usul simbiogenetik eukariota: beberapa dari 23 protein eukariotik yang dianggap jelas diwarisi dari bakteri, sementara yang lain dari archaea.

Dengan demikian, urutan asam amino dari protein kunci yang ditemukan di setiap sel hidup memberikan dukungan statistik yang kuat untuk hipotesis LUCA. Pada saat yang sama, bukti utama yang mendukung kesatuan asal bukanlah besarnya kesamaan seperti itu (kesamaan nyata protein homolog pada manusia, ragi dan bakteri sebenarnya tidak begitu besar), tetapi karakter(atau struktur) kesamaan ini, yaitu distribusi asam amino yang identik atau serupa di sepanjang molekul protein dalam organisme yang berbeda. Struktur kesamaan yang diamati sedemikian rupa sehingga memastikan "derivabilitas" beberapa protein dari yang lain, dan oleh karena itu hipotesis asal tunggal menjelaskan keseluruhan gambaran jauh lebih baik daripada model lain. Dalam bahan tambahan (PDF, 352 Kb) untuk artikel yang sedang dibahas, Douglas Theobald memberikan contoh fiktif molekul protein yang memiliki kemiripan yang sangat tinggi, tetapi asal tunggal lebih kecil kemungkinannya daripada banyak. Misalnya, ini terjadi jika protein A mirip dengan protein B pada beberapa posisi asam amino, dan dengan protein C pada posisi lain. Adapun protein nyata, hipotesis LUCA menjelaskan kesamaan yang diamati dengan cara yang paling "pelit".

Jika kita memasukkan protein yang tidak dimiliki semua orang, tetapi hanya beberapa organisme (misalnya, hanya eukariota), hasilnya tetap sama, karena jenis protein baru pasti telah muncul dalam garis evolusi yang berbeda dalam satu atau lain cara - terlepas dari apakah ini garis memiliki asal yang sama atau berbeda.

Pekerjaan ini, tentu saja, bukanlah solusi akhir untuk masalah yang diajukan - melainkan harus dianggap sebagai langkah pertama. Agak sulit untuk sepenuhnya mengecualikan semua kemungkinan interpretasi alternatif dari hasil yang diperoleh. Ini akan membutuhkan pengetahuan yang lebih rinci tentang pola evolusi protein dan bahkan metode statistik yang lebih canggih.

Sumber:
1) Douglas L. Theobald. Tes formal teori nenek moyang universal yang sama // Alam. 2010. V. 465. P. 219-222.
2) Mike Steel, David Penny. Nenek moyang yang sama diuji // Alam. 2010. V. 465. Hal. 168-169.

Mundur ke depan

Perhatian! Pratinjau slide hanya untuk tujuan informasi dan mungkin tidak mewakili keseluruhan presentasi. Jika Anda tertarik dengan karya ini, silakan unduh versi lengkapnya.

Bentuk pelajaran: depan, individu.

Metode pengajaran: metode heuristik, penjelasan dan ilustrasi, praktis, visual.

Peralatan: Presentasi "Bukti Dasar Evolusi", komputer, proyektor multimedia, koleksi "Bentuk Fosil Tumbuhan dan Hewan".

Tujuan pelajaran: untuk membentuk dan mengungkapkan esensi dari bukti utama evolusi.

Tujuan pelajaran:

• mengidentifikasi bukti utama perkembangan dunia organik;
• mengevaluasi hukum biogenetik F. Müller dan E. Haeckel sebagai bukti embriologis;
• untuk mengetahui signifikansi bagi ilmu bentuk peralihan fosil sebagai bukti paleontologi, mempelajari anatomi komparatif (morfologi), bukti biogeografis evolusi.
• melanjutkan pembentukan keterampilan untuk pekerjaan mandiri dengan teks, dengan selebaran, dengan presentasi.

Selama kelas

I. Menguji pengetahuan.

Percakapan frontal tentang isu-isu kunci pada topik "Evolusi".

• Menjelaskan konsep evolusi.
• Sebutkan periode perkembangan evolusi
• Definisikan kreasionisme. Apa inti dari pandangan dunia metafisik?
• Ceritakan tentang pandangan dan kesalahan utama K. Linnaeus, tentukan peran karyanya dalam pengembangan biologi.
• Ceritakan tentang pandangan dan kesalahan utama J. B. Lamarck, tentukan peran karyanya dalam perkembangan biologi.
• Apa prasyarat munculnya Darwinisme yang Anda ketahui?
• Ceritakan kepada kami tentang tahapan utama dalam kehidupan naturalis besar Inggris Charles Darwin.
• Apa ketentuan utama dari teori evolusi Ch. Darwin.
• Jelaskan dari sudut pandang C. Linnaeus, J-B. Lamarck, C. Darwin, pembentukan leher panjang pada jerapah dan tidak adanya organ penglihatan pada tikus mol.

II. Mempelajari materi baru (topik pelajaran tentang geser 1).

Presentasi - "Bukti Dasar untuk Evolusi".

Fakta evolusi, yaitu, perkembangan historis organisme hidup dari bentuk sederhana ke bentuk yang lebih terorganisir, yang didasarkan pada proses fungsi unik informasi genetik, diterima dan dikonfirmasi oleh data biokimia, paleontologi, genetika. , embriologi, anatomi, taksonomi, dan banyak ilmu lainnya yang memiliki fakta yang membuktikan adanya proses evolusi.

Bukti utama evolusi adalah (slide 2):

1. Komposisi kimia sel yang serupa dari semua organisme hidup.

2. Rencana umum struktur sel semua organisme hidup.

3. Universalitas kode genetik.

4. Prinsip yang seragam dalam penyimpanan, implementasi dan transfer informasi genetik.

5. Bukti embrionik evolusi.

6. Bukti morfologis evolusi.

7. Bukti paleontologis untuk evolusi.

8. Bukti biogeografis untuk evolusi.

(Percakapan frontal dengan definisi ketentuan utama alat bukti)

Apa komposisi kimia organisme? (Komposisi kimia unsur yang serupa dari sel-sel semua organisme) (slide 3);

Apa unit struktural dasar dari semua organisme hidup? (Sel adalah unit dasar makhluk hidup, struktur dan fungsinya sangat mirip di semua organisme) (Slide 4);

Apa yang dikatakan universalitas kode genetik? (Protein dan asam nukleat selalu dibangun menurut satu prinsip dan dari komponen serupa, mereka memainkan peran yang sangat penting dalam proses kehidupan semua organisme) (slide 5);

Prinsip pengkodean genetik, biosintesis protein dan asam nukleat adalah sama untuk semua makhluk hidup. (slide 6) .

Bukti embriologis

Fakta kesatuan asal usul organisme hidup didirikan atas dasar studi embriologi, yang didasarkan pada data ilmu embriologi.

Embriologi (dari bahasa Yunani embrio - embrio dan logos - doktrin) adalah ilmu yang mempelajari perkembangan embrio organisme. Semua hewan multiseluler berkembang dari satu telur yang dibuahi. Dalam proses perkembangan individu, mereka melalui tahap penghancuran, pembentukan embrio dua dan tiga lapis, pembentukan organ dari lapisan benih. Kesamaan perkembangan embrio hewan membuktikan kesatuan asal mereka.

Embriologi, tergantung pada tugasnya, dibagi menjadi: umum, komparatif, eksperimental, populasi dan ekologi.

Data embriologis yang merupakan bukti evolusi meliputi: :

1. Hukum kesamaan germline Karl Baer (slide 7, 8) , yang berbunyi: "Embrio menunjukkan, dari tahap paling awal, kemiripan umum yang diketahui dalam filum" . Pada semua chordata, pada tahap awal perkembangan, notochord diletakkan, tabung saraf muncul, insang terbentuk di bagian anterior faring, dll. Kesamaan embrio menunjukkan asal usul yang sama dari organisme ini. Saat embrio berkembang, ciri-ciri perbedaan mereka menjadi lebih dan lebih jelas. K. Baer adalah orang pertama yang menemukan bahwa dalam perjalanan perkembangan embrio, pertama, tanda-tanda umum dari suatu tipe muncul, kemudian berturut-turut dari suatu kelas, tatanan, dan, akhirnya, suatu spesies.

Perbedaan tanda-tanda embrio dalam proses perkembangan disebut divergensi embrio, dan dijelaskan oleh sejarah spesies ini.

2. Hukum biogenetik Haeckel-Muller (slide 7, 9) menunjukkan hubungan antara perkembangan individu (ontogeni) dan sejarah (filogenesis). Hukum ini dirumuskan pada tahun 1864-1866. Ilmuwan Jerman F. Müller dan E. Haeckel. Dalam perkembangannya, organisme multiseluler melewati tahap uniseluler (tahap zigot), yang dapat dianggap sebagai pengulangan tahap filogenetik amuba primitif. Di semua vertebrata, notochord diletakkan, yang kemudian digantikan oleh tulang belakang, dan di nenek moyang mereka notochord tetap ada sepanjang hidup mereka. Selama perkembangan embrio burung dan mamalia, celah insang muncul di faring. Fakta ini dapat dijelaskan dengan asal usul hewan darat ini dari nenek moyang mirip ikan. Fakta-fakta ini dan lainnya membuat Haeckel dan Müller merumuskan hukum biogenetik. Dikatakan: "Ontogeni adalah pengulangan filogenesis yang singkat dan cepat, setiap organisme dalam perkembangan individunya mengulangi tahapan perkembangan nenek moyangnya." Secara kiasan, setiap hewan selama perkembangannya memanjat pohon silsilahnya sendiri. Namun, ontogeni tidak persis mengulang filogeni. Oleh karena itu, pengulangan tahapan perkembangan historis suatu spesies dalam perkembangan embrio terjadi dalam bentuk terkompresi, dengan hilangnya sejumlah tahapan. Selain itu, embrio tidak menyerupai bentuk nenek moyang dewasa, tetapi dengan embrio mereka.

Bukti morfologis

Bukti evolusi kelompok ini meliputi:

1) Studi anatomi komparatif telah menunjukkan keberadaan flora dan fauna modern bentuk peralihan organisme (slide 10) , menggabungkan fitur dari beberapa unit sistematis besar. Misalnya, euglena hijau menggabungkan fitur tanaman (kloroplas, fotosintesis) dan hewan (flagella, mata fotosensitif, semacam alat mulut); echidna dan platipus berdiri di antara reptil dan mamalia (bertelur dan memberi makan anaknya dengan susu). Adanya bentuk peralihan tersebut menunjukkan bahwa pada zaman geologis sebelumnya hiduplah organisme yang merupakan nenek moyang dari beberapa kelompok sistematik.

2) Ketersediaan dalam kelas, ketik homolog tubuh (slide 11) , formasi serupa satu sama lain dalam hal rencana umum struktur, posisi dalam tubuh dan penampilan dalam proses ontogenesis. Homologi dikaitkan dengan kehadiran dalam spesies yang berbeda dari faktor keturunan yang sama aktifnya (yang disebut gen homolog) yang diwarisi dari nenek moyang yang sama. Misalnya, sirip paus, cakar tahi lalat, buaya, sayap burung, kelelawar, tangan manusia, meskipun melakukan fungsi yang sama sekali berbeda, strukturnya pada prinsipnya serupa. Organ homolog adalah hasil divergensi - perbedaan sifat dalam populasi spesies yang terjadi di bawah pengaruh seleksi alam. Pola umum evolusi yang mengarah pada pembentukan spesies baru, genera, kelas, dll.

3) Ketersediaan sisa-sisa(dari lat. rudimentum - kuman, prinsip dasar) (slide 12, 13) - relatif disederhanakan, terbelakang, dibandingkan dengan struktur nenek moyang yang homolog, organ yang telah kehilangan makna utamanya dalam tubuh selama perkembangan evolusioner (Slide 11-13). Dasar-dasar diletakkan selama perkembangan embrio organisme, tetapi tidak sepenuhnya berkembang. Mereka ditemukan di semua individu spesies ini. Misalnya, fibula pada burung, korset panggul pada paus, mata pada hewan penggali, dll.; Kehadiran dasar-dasar, serta organ-organ homolog, bersaksi tentang asal usul yang sama dari bentuk-bentuk kehidupan. Tungkai belakang paus, yang tersembunyi di dalam tubuhnya, adalah sisa-sisa yang membuktikan asal usul leluhurnya di bumi. Pada manusia, organ yang belum sempurna juga dikenal: otot yang menggerakkan daun telinga, sisa kelopak mata ketiga, dll. Pada beberapa organisme, organ vestigial dapat berkembang menjadi organ berukuran normal. Kembalinya struktur organ bentuk leluhur seperti itu disebut atavisme.

4) Ketersediaan atavisme(dari lat. atavus - leluhur) (slide 14) , ciri-ciri yang muncul pada individu individu dari spesies tertentu yang ada pada nenek moyang yang jauh, tetapi hilang dalam proses evolusi. Misalnya, kaki belakang yang kadang-kadang muncul pada paus, di antara ribuan kuda berjari satu, kadang-kadang ditemukan individu yang telah mengembangkan kuku kecil pada jari II dan IV. Ada kasus yang diketahui tentang munculnya tanda-tanda atavistik pada manusia: kelahiran anak-anak dengan garis rambut primer, dengan ekor panjang, dll. Terjadinya atavisme menunjukkan kemungkinan struktur satu atau lain organ dalam bentuk leluhur. Atavisme adalah manifestasi dari ingatan evolusioner leluhur. Alasan kemunculannya adalah bahwa gen yang bertanggung jawab untuk sifat tertentu dipertahankan dalam evolusi spesies tertentu, tetapi aksinya selama perkembangan normal dihalangi oleh gen represor. Setelah beberapa generasi dalam ontogenesis individu individu, untuk alasan tertentu, pemblokiran dihilangkan dan sifat itu muncul lagi.

bukti paleontologi

Bukti paleontologi didasarkan pada ilmu paleontologi.

Paleontologi (dari bahasa Yunani. paleo - kuno; ontos - makhluk; logos - pengajaran) - ilmu yang mempelajari sisa-sisa organisme yang punah, mengungkapkan persamaan dan perbedaannya dengan organisme modern. Pendiri paleontologi: J. Cuvier, J.-B. Lamarck, A.Brongniard. Istilah "paleontologi" diusulkan pada tahun 1822 oleh A. Blainville. Fondasi paleontologi evolusioner modern diletakkan oleh V.O. Kovalevsky.

Paleontologi menyelesaikan tugas-tugas berikut:

• studi tentang flora dan fauna di masa lalu, karena sisa-sisa fosil memberikan banyak materi tentang hubungan yang berurutan antara berbagai kelompok sistematis;
• identifikasi tahap awal evolusi kehidupan dan peristiwa di batas divisi utama sejarah Bumi;
• identifikasi isolasi batang dunia organik;
• identifikasi tahapan utama dalam pengembangan dunia organik; membandingkan sisa-sisa fosil lapisan bumi dari era geologi yang berbeda, mereka menyimpulkan bahwa dunia organik telah berubah dari waktu ke waktu.

Paleontologi memberikan data berikut yang mendukung evolusi:

1) Informasi tentang deret filogenetik (evolusi) (slide 15), yang tidak hanya merupakan ilustrasi evolusi yang sangat baik, tetapi juga memungkinkan Anda untuk mengetahui alasan evolusi kelompok individu organisme. Karya V.O. Kovalevsky adalah studi paleontologi pertama yang berhasil menunjukkan bahwa beberapa spesies diturunkan dari yang lain. Menyelidiki sejarah perkembangan kuda, V.O. Kovalevsky menunjukkan bahwa hewan modern berjari satu turun dari nenek moyang omnivora kecil berjari lima yang hidup 60-70 juta tahun yang lalu di hutan. Perubahan iklim Bumi, yang mengakibatkan pengurangan luas hutan dan peningkatan ukuran stepa, mengarah pada fakta bahwa nenek moyang kuda modern mulai mengembangkan habitat baru - stepa. Kebutuhan akan perlindungan dari pemangsa dan pergerakan jarak jauh untuk mencari padang rumput yang baik menyebabkan transformasi anggota badan - penurunan jumlah falang menjadi satu. Sejalan dengan perubahan anggota badan, seluruh organisme berubah: peningkatan ukuran tubuh, perubahan bentuk tengkorak dan komplikasi struktur gigi, munculnya karakteristik saluran pencernaan mamalia herbivora, dan banyak lagi.

2) Informasi tentang bentuk-bentuk peralihan fosil (definisi bentuk-bentuk peralihan diberikan di atas), yang tidak bertahan sampai hari ini dan hanya ada dalam bentuk sisa-sisa fosil. Adanya bentuk-bentuk peralihan antara berbagai jenis dan kelas menunjukkan bahwa sifat bertahap dari perkembangan sejarah merupakan ciri tidak hanya dari kategori sistematis yang lebih rendah (spesies, genera, famili), tetapi juga dari kategori yang lebih tinggi, dan bahwa mereka juga merupakan hasil alami. dari perkembangan evolusioner. Contoh bentuk peralihan fosil adalah: ikan purba bersirip lobus, ikan penghubung dengan amfibi tetrapoda yang tinggal di darat; pakis benih - kelompok transisi antara pakis dan gymnospermae, psilophytes, kadal bergigi binatang, Archaeopteryx, dll. (Slide 16, 17).

Bukti biogeografis

Biogeografi (dari bahasa Yunani bio - kehidupan, geo - bumi, grafik - saya menulis) - ilmu tentang pola distribusi di seluruh dunia komunitas organisme hidup dan komponennya - spesies, genera, dan taksa lainnya. Biogeografi meliputi zoogeografi dan geografi botani. Bagian utama biogeografi mulai terbentuk pada akhir abad ke-18 dan paruh pertama abad ke-19, berkat banyak ekspedisi. Pada asal mula biogeografi adalah A. Humboldt, A.R. Wallace, F. Sclater, P.S. Pallas, I.G. Borshov dan lainnya.

Bukti biogeografis untuk evolusi meliputi:

1. Fitur distribusi hewan dan tumbuhan di berbagai benua (slide 18, 19) , sebagai bukti nyata dari proses evolusi. A.R. Wallace, salah satu pendahulu Charles Darwin yang luar biasa, membawa semua informasi tentang distribusi hewan dan tumbuhan ke dalam sistem dan mengidentifikasi enam wilayah zoogeografis (siswa bekerja dengan peta wilayah zoogeografis dunia):

1) Paleoarctic (Eropa, Afrika Utara, Asia Utara dan Tengah, Jepang);

2) Neoarktik (Amerika Utara);

3) Ethiopia (Afrika Sub-Sahara);

4) Indomalayan (Asia Selatan, Kepulauan Melayu);

5) Neotropis (Amerika Selatan dan Tengah);

6) Australia (Australia, Nugini, Selandia Baru, Kaledonia Baru).

Tingkat kesamaan dan perbedaan antara flora dan fauna bervariasi antara wilayah biogeografis yang berbeda. Dengan demikian, wilayah paleoarctic dan neoarctic, meskipun tidak ada hubungan darat di antara mereka, menunjukkan kesamaan flora dan fauna yang signifikan. Flora dan fauna di wilayah neoarktik dan neotropis, meskipun ada Tanah Genting Panama di antara mereka, sangat berbeda satu sama lain. Bagaimana ini bisa dijelaskan? Ini dapat dijelaskan oleh fakta bahwa dulu Eurasia dan Amerika Utara adalah bagian dari satu benua Laurasia dan dunia organik mereka berkembang bersama. Hubungan darat antara Amerika Utara dan Selatan, sebaliknya, relatif baru, dan flora dan fauna mereka telah lama berevolusi secara terpisah. Dunia organik Australia berdiri terpisah, yang terpisah dari Asia Selatan lebih dari 100 juta tahun yang lalu, dan hanya selama Zaman Es beberapa hewan berplasenta - tikus dan anjing - pindah ke sini melalui kepulauan Sunda. Jadi, semakin dekat hubungan benua, semakin banyak bentuk terkait yang tinggal di sana, semakin kuno isolasi bagian dunia satu sama lain, semakin besar perbedaan antara populasi mereka.

2. Ciri-ciri fauna dan flora pulau-pulau itu juga memberi kesaksian yang mendukung evolusi. Dunia organik pulau-pulau daratan dekat dengan daratan jika pemisahan pulau terjadi baru-baru ini (Sakhalin, Inggris). Semakin tua pulau dan semakin besar penghalang air, semakin besar perbedaan dunia organik pulau ini dan daratan terdekat (Madagaskar). Dunia organik pulau-pulau vulkanik dan karang buruk dan merupakan hasil dari pengenalan tidak sengaja beberapa spesies yang mampu bergerak di udara.

pulau-pulau daratan

Dunia kehidupan dekat dengan daratan. Inggris, Sakhalin pulau-pulau terpisah dari daratan beberapa ribu tahun yang lalu, sehingga dunia kehidupan sangat mirip dengan daratan. Semakin tua pulau dan semakin signifikan penghalang air, semakin banyak perbedaan yang ditemukan.

Madagaskar (slide 20). Tidak ada ungulata besar khas Afrika: banteng, kijang, zebra. Tidak ada pemangsa besar: singa, macan tutul, hyena, monyet tingkat tinggi. Tapi pulau ini adalah tempat perlindungan terakhir lemur. Dahulu kala, sebelum munculnya monyet, lemur adalah primata yang dominan. Tetapi mereka tidak dapat bersaing dengan kerabat mereka yang lebih maju dan menghilang di mana-mana kecuali Madagaskar, yang terpisah dari daratan sebelum kera berevolusi. Ada 46 genus burung di Madagaskar yang tidak ditemukan di tempat lain di dunia. bunglon– lebih besar dan lebih beragam daripada di Afrika. Tidak seperti Afrika, tidak ada ular berbisa di pulau itu. Tetapi ada banyak ular sanca dan ular tidak berbisa. Menurut sejarah dunia kehidupan, ular muncul cukup terlambat dibandingkan dengan reptil lainnya, dan ular berbisa adalah yang termuda di antara mereka. Madagaskar terpisah dari benua sebelum ular muncul di sana. Ada sekitar 150 spesies katak di Madagaskar.

pulau-pulau samudera

Komposisi spesies fauna di pulau-pulau samudera sangat buruk dan merupakan hasil dari pengenalan spesies tertentu secara tidak sengaja, biasanya burung, reptil, dan serangga. Mamalia darat, amfibi, dan hewan lainnya tidak mampu mengatasi hambatan air yang signifikan; sebagian besar pulau-pulau ini tidak ada. Kepulauan Galapogos (slide 21) - dipindahkan dari pantai Amerika Selatan sejauh 700 km. Jarak ini hanya dapat diatasi dengan bentuk-bentuk yang terbang dengan baik. 15% spesies burung diwakili oleh spesies Amerika Selatan, dan 85% berbeda dari daratan dan tidak ditemukan di tempat lain.

AKU AKU AKU. Konsolidasi pengetahuan.

1. Buat daftar semua bukti evolusi.

2. Lakukan pekerjaan tes.

Uji “Bukti Evolusi”

1. Bukti evolusi apa yang didasarkan pada data paleontologi?

1. Secara morfologi.
2. embriologis.
3. paleontologi.
4. Biogeografis.

2. Organ kuda apa yang mengalami perubahan terbesar?

1. anggota badan.
2. Sebuah jantung.
3. Saluran pencernaan.
4. Dimensi tubuh.

3. Apa organ homolog?

1. Sayap kupu-kupu dan sayap burung.
2. Poligami pada manusia.

4. Sebutkan organ-organ yang mirip?

1. Kaki depan vertebrata.
2. Sayap kupu-kupu dan sayap burung.
3. Otot yang menggerakkan daun telinga pada manusia.
4. Poligami pada manusia.

5. Apa organ vestigial?

1. Kaki depan vertebrata.
2. Sayap kupu-kupu dan sayap burung.
3. Otot yang menggerakkan daun telinga pada manusia.
4. Poligami pada manusia

6. Bukti evolusi apa yang didasarkan pada anatomi komparatif?

1. Fauna dan flora pulau.
2. Kesatuan asal usul dunia organik.
3. Secara morfologi.
4. embriologis.

7. Siapa yang merumuskan hukum biogenetik?

1. Bab Darwin.
2. A.N. Severtsev.
3. Muller dan Haeckel.
4. K. Linney.

8. Berapa banyak wilayah zoogeografis yang diidentifikasi oleh A. Wallace?

9. Apa yang menentukan keanekaragaman flora dan fauna pulau-pulau?

1. Dari sejarah asalnya.
2. Dari komposisi spesies daratan.
3. dari kondisi lingkungan.
4. Dari jarak dari daratan.

10. Apa bukti kesatuan asal usul dunia organik berdasarkan?

1. Kesamaan dalam komposisi kimia sel.
2. Persamaan proses mitosis dan meiosis.
3. Struktur seluler organisme.
4. berbagai organisme hidup.

IV. Pekerjaan rumah: pelajari ringkasan pelajaran; mempersiapkan jajak pendapat frontal tentang bukti evolusi.

Mengapa organisme tumbuh dan berkembang biak?
zat apa yang ditemukan dalam sel organisme hidup dan tidak ada dalam tubuh alam mati?
Apa bukti kesamaan komposisi dan struktur sel semua organisme hidup?

pada tugas ini 30 poin hanya menjawab pertanyaan dengan benar mobil ini tubuh tepung roti tubuh ini tubuh ini sekrup tubuh ini susu tubuh ini tubuh rumah tubuh ini,

Pertanyaan selanjutnya adalah organisme apa yang membantu mengubah produk limbah menjadi makanan? Tambahkan nama-nama "profesi" organisme hidup ke dalam skema sehingga sirkulasi zat menjadi tertutup. Nama-nama profesi tersebut adalah sebagai berikut: produsen konsumen makanan limbah apartemen, pertanyaan selanjutnya adalah apa peran matahari bagi seluruh penghuni bumi? Tambahkan frasa, frasa ini: Matahari adalah ........... keberadaan semua organisme hidup. pertanyaan selanjutnya. Periksa fenomena di mana penyimpanan energi tidak terjadi, fenomena itu sendiri adalah sebagai berikut: Akumulasi nutrisi di akar wortel. Pembentukan lemak subkutan pada babi hutan. Penyebaran benih di dandelion. INGAT JIKA JAWABANNYA BENAR 30 POIN DAN TUGASMU DIBERIKAN HANYA UNTUK 3 KELAS PELAJARAN PEMBAGIAN BUMI TIDAK ADA YANG TERSEBUT ADA JADI SAYA PILIH BIOLOGI

1. Kita dikelilingi oleh benda mati dan ... alam - organisme hidup. 2. Organisme hidup berbeda dari alam mati karena mereka: a) bernafas, b) ..., c) ..., d) ...

3. Makhluk hidup hidup: a) di darat, b) ..., c) ....

4. Sel apa yang menyusun organisme hidup.

5. Pada tumbuhan, hewan dan manusia, sel tubuh dibedakan oleh sel kelamin khusus - gamet:

♀ - ...,♂ - ... .

1. Istilah ekologi diperkenalkan oleh 2. pendiri biogeografi 3. Cabang biologi yang mempelajari hubungan makhluk hidup satu sama lain dan dengan alam mati.4. di

sebagai ilmu yang berdiri sendiri, ekologi mulai berkembang 5. arah geraknya menentukan seleksi alam 6. Faktor lingkungan yang mempengaruhi tubuh 7. Sekelompok faktor lingkungan karena pengaruh makhluk hidup 8. Sekelompok faktor lingkungan karena pengaruh makhluk hidup 9. Sekelompok faktor lingkungan karena pengaruh alam mati 10. Faktor alam mati yang memberikan dorongan perubahan musim dalam kehidupan tumbuhan dan hewan. 11. kemampuan organisme hidup untuk mengubah ritme biologisnya tergantung pada lamanya siang hari 12. Faktor yang paling signifikan untuk kelangsungan hidup 13. Cahaya, komposisi kimia udara, air dan tanah, tekanan atmosfer dan suhu adalah salah satu faktornya 14 .pembangunan rel kereta api, pembajakan tanah, pembuatan ranjau berkaitan dengan 15. Faktor predasi atau simbiosis berhubungan dengan faktor 16. Tumbuhan berumur panjang 17. Tumbuhan habitat berumur pendek 18. Tumbuhan tundra tergolong 19. Tumbuhan semi -gurun, stepa, dan gurun termasuk dalam 20. Indikator karakteristik suatu populasi. 21. Totalitas semua jenis organisme hidup yang menghuni suatu wilayah tertentu dan berinteraksi satu sama lain 22. Ekosistem planet kita yang paling kaya keanekaragaman spesiesnya 23. kelompok ekologi organisme hidup yang menghasilkan zat organik 24. kelompok ekologi organisme hidup yang mengkonsumsi zat organik siap pakai, tetapi tidak melakukan mineralisasi 25. Kelompok ekologis organisme hidup yang mengonsumsi zat organik siap pakai dan berkontribusi pada transformasi lengkapnya menjadi zat mineral 26 . energi yang berguna pergi ke tingkat trofik (makanan) berikutnya 27. konsumen orde 1 28. konsumen orde 2 atau 3 29. ukuran kepekaan komunitas organisme hidup terhadap perubahan kondisi tertentu 30. kemampuan komunitas (ekosistem atau biogeocenosis) untuk mempertahankan keteguhannya dan menolak perubahan lingkungan kondisi sumber energi dan produktivitas tinggi merupakan karakteristik 32. biocenosis buatan dengan tingkat metabolisme tertinggi per satuan luas. dengan keterlibatan sirkulasi bahan baru dan ekskresi sejumlah besar limbah yang tidak dapat digunakan adalah karakteristik 33. tanah subur ditempati oleh 34. kota menempati 35. cangkang planet yang dihuni oleh organisme hidup 36. penulis studi tentang biosfer 37. batas atas biosfer 38. batas biosfer di kedalaman laut. 39 batas bawah biosfer di litosfer. 40. sebuah organisasi non-pemerintah internasional yang didirikan pada tahun 1971, yang melakukan tindakan paling efektif dalam membela alam.

Sitologi adalah ilmu tentang sel (Yunani "cytos" - sel, "logos" - ilmu).

Sitologi adalah ilmu yang mempelajari sel. Sel adalah unit dasar dari sistem kehidupan. Dan mereka disebut elementer, karena di alam tidak ada sistem yang lebih kecil yang memiliki semua tanda dan sifat makhluk hidup.

Diketahui bahwa di alam organisme adalah uniseluler (misalnya, bakteri, alga protozoa) atau multiseluler.

Sel melakukan metabolisme dan pertukaran energi, tumbuh, berkembang biak, mentransfer sifat-sifatnya melalui pewarisan, bereaksi terhadap lingkungan eksternal, dan bergerak. Fungsi-fungsi di atas dalam sel dilakukan oleh organel - nukleus, mitokondria, dll.

Semua ini dipelajari oleh ilmu sitologi yang kompleks. Ilmu ini berumur sekitar 100 tahun dan berkaitan erat dengan ilmu-ilmu lainnya.

Sel itu sendiri berusia lebih dari 300 tahun. Dan untuk pertama kalinya Robert Hooke melihat mereka dengan mikroskop pada tahun 1665 dan dia menyebut sel yang dia lihat pada bagian tipis gabus "sel". Setelah itu, mikroskop yang ditemukan oleh Hooke mulai banyak digunakan dalam penelitian dan penemuan ilmiah. Organisme bersel tunggal ditemukan, dan sel ditemukan dalam jaringan banyak hewan dan tumbuhan.

Pada 30-an abad XIX. Ilmuwan Skotlandia Robert Brown, mengamati struktur daun melalui mikroskop, membuat penemuan yang luar biasa: ia menemukan formasi padat bulat, yang ia sebut inti.

Pada tahun 1838, ilmuwan Jerman Schleiden merangkum pengamatannya dan sampai pada kesimpulan bahwa nukleus termasuk dalam semua sel tumbuhan.

Ilmuwan Jerman lainnya, Schwann, mengamati sel-sel asal hewan dan membandingkannya dengan sel-sel tumbuhan, sampai pada kesimpulan: semua sel yang paling beragam memiliki inti dan inilah kesamaannya.

Meringkas semua fakta, eksperimen, pengamatan yang berbeda, Schwann dan Schleiden merumuskan salah satu ketentuan utama teori sel:

Semua organisme tumbuhan dan hewan terdiri dari sel-sel yang serupa dalam struktur.

20 tahun kemudian, pada tahun 1858, kontribusi signifikan untuk sitologi dibuat oleh ilmuwan Jerman Rudolf Virchow, yang berpendapat bahwa sel muncul hanya dengan pembelahan. Dia merumuskan prinsip yang paling penting: "Setiap sel dari sel."

Ahli zoologi Schneider pertama kali menjelaskan pada tahun 1873 pembagian tidak langsung sel hewan - "mitosis".

Pada tahun 1882, Fleming mempelajari secara rinci proses pembelahan sel dan mengatur fase-fasenya dalam urutan tertentu.

Akademisi Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia Karl Baer menemukan telur mamalia dan menemukan bahwa semua organisme multiseluler memulai perkembangannya dari satu sel dan sel ini adalah zigot. Penemuan ini menunjukkan bahwa sel bukan hanya unit struktur, tetapi juga unit perkembangan semua organisme hidup.

F. Engels sangat menghargai teori sel, menyebutnya sebagai salah satu penemuan besar abad ke-19 dan membandingkan penampilannya dengan penemuan hukum kekekalan energi dan ajaran Charles Darwin tentang evolusi dunia organik.

Teori sel mendasari gagasan tentang kesatuan semua makhluk hidup, kesamaan asal-usulnya, dan perkembangan evolusioner.

Mikroskop cahaya ditingkatkan secara konstan dan sangat signifikan, begitu pula metode pewarnaan sel, dan berkat ini, penemuan ilmiah dengan cepat berhasil satu sama lain. Nukleus, sitoplasma, dan organel sel lainnya diisolasi dan dipelajari.

Saat ini, ketika mempelajari sel, mereka menggunakan metode fisik dan kimia terbaru, serta mikroskop elektron modern, memberikan peningkatan 1.000.000. Pewarna khusus digunakan, dan metode sentrifugasi digunakan untuk mempelajari komposisi kimia sel. Ini didasarkan pada kepadatan yang tidak sama dari berbagai organel seluler. Selama rotasi cepat dalam ultrasentrifugasi, berbagai organel sel yang telah dihancurkan disusun berlapis-lapis. Lapisan padat mengendap lebih cepat dan berakhir di bagian bawah, lapisan yang kurang padat di bagian atas. Lapisan dipisahkan dan dipelajari secara terpisah.

Studi modern dan terperinci seperti itu tentang organisasi kimia sel mengarah pada kesimpulan bahwa proses kimia yang mendasari kehidupannya, bahwa sel-sel dari semua organisme serupa dalam komposisi kimia, mereka memiliki proses metabolisme dasar yang sama.

Data tentang kesamaan komposisi kimia sel sekali lagi menegaskan kesatuan seluruh dunia organik.

Berkat metode penelitian fisik dan kimia paling modern, ketentuan utama teori sel pada tahap perkembangan biologi saat ini dirumuskan sebagai berikut:

1. Sel adalah unit struktural dan fungsional dasar kehidupan. Semua organisme terdiri dari sel, kehidupan organisme secara keseluruhan adalah karena interaksi sel-sel penyusunnya.

2. Sel semua organisme memiliki komposisi kimia, struktur, dan fungsinya yang serupa.

3. Semua sel baru terbentuk selama pembelahan sel asli.

Berdasarkan ketentuan teori seluler, jelas bahwa sel dicirikan oleh kemampuan untuk tumbuh, berkembang biak, bernafas, melepaskan, menggunakan, dan mengubah energi, mereka merespons iritasi, yaitu. sel memiliki sifat yang diperlukan untuk mempertahankan kehidupan, dan hanya totalitas struktur yang membentuk sel.

Menggunakan pencapaian biologi, ilmu yang berdekatan dengan kedokteran dibentuk - mikrobiologi pada paruh kedua abad ke-19. Pendirinya L. Pasteur.

Awal 50-an abad XIX. dengan mempelajari mikroorganisme yang menguntungkan, metode "pasterilisasi" ditemukan. Dan kemudian pada tahun 70-an dan 80-an, Pasteur, mempelajari patogen penyakit menular pada manusia dan hewan, mengembangkan metode untuk mengatasinya melalui vaksinasi pencegahan:

1879 - resep untuk vaksinasi kolera ayam;

1881 - melawan antraks;

1885 - melawan rabies;

Studi Pasteur tentang mikroba patogen menjadi dasar doktrin kekebalan.

1876 - di Rusia, O. Motuchkovsky menemukan agen penyebab tifus dalam darah pasien;

Dan dokter Nicole membuktikan bahwa kutu badan adalah pembawa penyakit tifus.

1882 - Ilmuwan Jerman R. Koch - agen penyebab turbuculosis;

1883 - agen penyebab kolera;

1884 - Gafke menemukan stik demam tifoid,

Leffer - difteri, kelenjar, penyakit mulut dan kuku dan demam babi.

Studi tentang racun - racun yang dikeluarkan oleh mikroba mengarah pada penemuan

serum antitoksik: antidifteri, tetanus, dll.

Studi sel sangat penting dalam mengungkap penyakit.

Semua fakta di atas membuktikan pentingnya kesamaan komposisi kimia dan struktur sel - unit struktural dan fungsional utama organisme hidup - untuk biologi, kedokteran dan kedokteran hewan, dan juga bersaksi tentang kesatuan asal usul kehidupan di dunia.