თანამედროვე მეცნიერებას აქვს მრავალი ფაქტი, რომელიც ადასტურებს ევოლუციური პროცესის არსებობას. ეს არის ბიოქიმიის, გენეტიკის, ემბრიოლოგიის, ანატომიის, ტაქსონომიის, ბიოგეოგრაფიის, პალეონტოლოგიის და მრავალი სხვა დისციპლინის მონაცემები.
ორგანული სამყაროს წარმოშობის ერთიანობის მტკიცებულება.ყველა ორგანიზმს, იქნება ეს ვირუსები, ბაქტერიები, მცენარეები, ცხოველები თუ სოკოები, აქვს საოცრად მჭიდრო ელემენტარული ქიმიური შემადგენლობა. ყველა მათგანში ცილები და ნუკლეინის მჟავები განსაკუთრებულ როლს თამაშობენ ცხოვრებისეულ მოვლენებში, რომლებიც აგებულია ერთი პრინციპით და მსგავსი კომპონენტებისგან. განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ხაზგასმით აღვნიშნოთ, რომ მსგავსების მაღალი ხარისხი გვხვდება არა მხოლოდ ბიოლოგიური მოლეკულების სტრუქტურაში, არამედ მათ ფუნქციონირებაშიც. გენეტიკური კოდირების, ცილების და ნუკლეინის მჟავების ბიოსინთეზის პრინციპები (იხ. § 14-16) ყველა ცოცხალი არსებისთვის ერთნაირია. ორგანიზმების აბსოლუტურ უმრავლესობაში ATP გამოიყენება როგორც ენერგიის შესანახი მოლეკულები, ასევე იგივეა შაქრის დაშლის მექანიზმები და უჯრედის ძირითადი ენერგეტიკული ციკლი.
ორგანიზმების უმეტესობას აქვს უჯრედული სტრუქტურა.უჯრედი არის სიცოცხლის ძირითადი სამშენებლო მასალა. მისი სტრუქტურა და ფუნქციონირება ძალიან ჰგავს სხვადასხვა ორგანიზმში. უჯრედის დაყოფა - მიტოზი, ხოლო ჩანასახოვან უჯრედებში - მეიოზი - ფუნდამენტურად მსგავსი გზით ხორციელდება ყველა ევკარიოტში.
უკიდურესად ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ცოცხალი ორგანიზმების სტრუქტურასა და ფუნქციონირებაში ასეთი საოცარი მსგავსება შემთხვევითი დამთხვევის შედეგი იყოს. ეს მათი საერთო წარმოშობის შედეგია.
ევოლუციის ემბრიოლოგიური მტკიცებულება.ემბრიოლოგიური მონაცემები ორგანული სამყაროს ევოლუციური წარმოშობის სასარგებლოდ საუბრობენ.
რუსმა მეცნიერმა კარლ ბაერმა (1792-1876) აღმოაჩინა საოცარი მსგავსება სხვადასხვა ხერხემლიანთა ემბრიონებს შორის. ის წერდა: „ძუძუმწოვრების, ფრინველების, ხვლიკების და გველების ემბრიონები ძალიან ჰგავს ერთმანეთს ადრეულ ეტაპებზე, როგორც ზოგადად, ისე ცალკეული ნაწილების განვითარების გზაზე. ალკოჰოლში ორი პატარა მიკრობი მაქვს, რომელთა ეტიკეტის მოწერა დამავიწყდა და ახლა სრულიად ვერ ვხვდები რომელ კლასს მიეკუთვნებიან. შეიძლება ესენი არიან ხვლიკები, შესაძლოა ისინი არიან პატარა ფრინველები და შესაძლოა ისინი ძალიან პატარა ძუძუმწოვრები არიან, ამ ცხოველების თავისა და სხეულის აგებულების მსგავსება იმდენად დიდია. თუმცა, ამ ემბრიონებს ჯერ არ აქვთ კიდურები. მაგრამ ისინიც რომ იყვნენ მათი განვითარების ადრეულ ეტაპზე, მაშინაც კი ჩვენ ვერაფერს ვიცოდით, რადგან ხვლიკების და ძუძუმწოვრების ფეხები, ფრინველების ფრთები და ფეხები, ისევე როგორც ადამიანის ხელები და ფეხები, ვითარდება იგივე ძირითადი ფორმა..
ბრინჯი. 52. ხერხემლიანთა ემბრიონული განვითარების საწყისი ეტაპების მსგავსება
განვითარების შემდგომ ეტაპებზე იზრდება ემბრიონებს შორის განსხვავება, ჩნდება კლასის, რიგის, ოჯახის ნიშნები (სურ. 52). C. დარვინმა მიიჩნია ონტოგენეზის ადრეული სტადიების მსგავსება დიდი ტაქსონების სხვადასხვა წარმომადგენლებში, როგორც საერთო წინაპრების ევოლუციის გზით მათი წარმოშობის მითითება. განვითარების გენეტიკაში ბოლოდროინდელმა აღმოჩენებმა დაადასტურა დარვინის ჰიპოთეზა. ნაჩვენებია, მაგალითად, რომ ადრეული ონტოგენეზის ყველაზე მნიშვნელოვანი პროცესები ყველა ხერხემლიანში კონტროლდება ერთი და იგივე გენებით. უფრო მეტიც, ამ მარეგულირებელი გენიდან ბევრი ასევე ნაპოვნია უხერხემლოებში (ჭიები, მოლუსკები და ფეხსახსრიანები). სურათი 53 გვიჩვენებს ჰოქსის ოჯახის გენების აქტივობის სფეროებს ნერვული სისტემის ფორმირების დროს დროზოფილასა და თაგვებში. ამ ორი ცხოველის სახეობის ბოლო საერთო წინაპარი არსებობდა 500 მილიონზე მეტი წლის წინ. ამის მიუხედავად, თაგვებსა და დროზოფილაში არა მხოლოდ თავად მარეგულირებელი გენები დარჩა ძირითადად უცვლელი, არამედ ქრომოსომებში მათი განლაგების რიგი, ონტოგენეზში მათი ჩართვის თანმიმდევრობა და განვითარებადი ნერვული სისტემის რეგიონების ურთიერთგანლაგება, რომელშიც. ეს გენები აქტიურია.
ბრინჯი. 53. დროზოფილასა და თაგვებში ნერვული სისტემის განვითარების კონტროლის გენების აქტივობის რეგიონების შედარება
ევოლუციის მორფოლოგიური მტკიცებულება.ორგანული სამყაროს წარმოშობის ერთიანობის დასადასტურებლად განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს ფორმებს, რომლებიც აერთიანებს რამდენიმე დიდი სისტემური ერთეულის მახასიათებლებს. ასეთი შუალედური ფორმების არსებობა იმაზე მეტყველებს, რომ წინა გეოლოგიურ ეპოქებში ცხოვრობდნენ ორგანიზმები, რომლებიც იყვნენ რამდენიმე სისტემატური ჯგუფის წინაპარი. ამის კარგი მაგალითია ერთუჯრედიანი ორგანიზმი Euglena green. მას ერთდროულად აქვს მცენარეებისთვის დამახასიათებელი თვისებები (ქლოროპლასტები, ნახშირორჟანგის გამოყენების უნარი) და პროტოზოებისთვის (ფლაგელა, სინათლისადმი მგრძნობიარე თვალი და პირის ღრუს გარეგნობაც კი).
ლამარკმა ასევე შემოიღო ცხოველების დაყოფა ხერხემლიანებად და უხერხემლოებად. დიდი ხნის განმავლობაში მათ შორის არანაირი კავშირი არ იქნა ნაპოვნი, სანამ შინაური მეცნიერის A.O. Kovalevsky-ის კვლევებმა არ დაადგინა კავშირი ცხოველთა ამ ჯგუფებს შორის. ა.ო. კოვალევსკიმ დაამტკიცა, რომ ერთი შეხედვით ტიპიური უხერხემლო - მჯდომარე ასციდიანი - ვითარდება თავისუფლად მოცურავე ლარვისგან. მას აქვს აკორდი და ძალიან ჰგავს ლანცელეტს, ხერხემლიანების წარმომადგენელს, როგორც მაშინ ითვლებოდა. ასეთი კვლევების საფუძველზე ცხოველთა მთელი ჯგუფი, რომელსაც ასციდები მიეკუთვნებოდნენ, ხერხემლიანებს მიეკუთვნებოდა და ამ ტიპს ეწოდა აკორდები.
ცხოველთა სხვადასხვა კლასებს შორის კავშირი ასევე კარგად ასახავს მათი წარმოშობის საერთოობას. კვერცხუჯრედები (მაგალითად, ექიდნა და პლატიპუსი) შუალედურია ქვეწარმავლებსა და ძუძუმწოვრებს შორის მათი ორგანიზაციის რიგ მახასიათებლებში.
ზოგიერთი ხერხემლიანის წინა კიდურების სტრუქტურა (სურ. 54), მაგალითად, ვეშაპის, დელფინის, მოლის თათები, ღამურის ფრთა, ნიანგის თათი, ფრინველის ფრთა, ადამიანის ხელი, მიუხედავად შესრულებისა ამ ორგანოების სრულიად განსხვავებული ფუნქციები, პრინციპში მსგავსია. კიდურების ჩონჩხში ზოგიერთი ძვალი შეიძლება არ იყოს, სხვები ერთად გაიზარდოს, ძვლების შედარებითი ზომები შეიძლება შეიცვალოს, მაგრამ მათი ჰომოლოგია, ანუ საერთო წარმოშობის საფუძველზე მსგავსება საკმაოდ აშკარაა. ჰომოლოგიური ორგანოები არის ის ორგანოები, რომლებიც განვითარდებიან ერთი და იგივე ემბრიონული პრიმორდიიდან ანალოგიურად.
ბრინჯი. 54. ხერხემლიანთა წინა კიდურების ჰომოლოგია
ზოგიერთი ორგანო ან მათი ნაწილი ზრდასრულ ცხოველებში არ ფუნქციონირებს და მათთვის ზედმეტია - ეს არის ეგრეთ წოდებული ვესტიგიალური ორგანოები, ანუ რუდიმენტები. რუდიმენტების, ისევე როგორც ჰომოლოგიური ორგანოების არსებობა ასევე საერთო წარმოშობის მტკიცებულებაა. რუდიმენტული თვალები გვხვდება სრულიად ბრმა ცხოველებში, რომლებიც მიწისქვეშა ცხოვრების წესს უტარებენ. ვეშაპის უკანა კიდურის ჩონჩხი, რომელიც სხეულშია დამალული, არის ნარჩენი, რომელიც მოწმობს მისი წინაპრების ხმელეთის წარმოშობაზე. ადამიანებში ასევე ცნობილია რუდიმენტული ორგანოები. ასეთია კუნთები, რომლებიც ამოძრავებს ყურსას, მესამე ქუთუთოს ნარჩენებს ან ე.წ.
ევოლუციის პალეონტოლოგიური მტკიცებულება.მაგალითად, აკორდატების შემუშავება ეტაპობრივად მიმდინარეობდა. თავდაპირველად წარმოიქმნა ქვედა აკორდები, შემდეგ დროთა განმავლობაში თანმიმდევრულად წარმოიქმნა თევზი, ამფიბიები და ქვეწარმავლები. ქვეწარმავლები, თავის მხრივ, წარმოშობენ ძუძუმწოვრებს და ფრინველებს. მათი ევოლუციური განვითარების გარიჟრაჟზე ძუძუმწოვრები წარმოდგენილი იყვნენ მცირე რაოდენობით სახეობებით, ხოლო ქვეწარმავლები აყვავდნენ. მოგვიანებით მკვეთრად იზრდება ძუძუმწოვრებისა და ფრინველების სახეობების რაოდენობა და ქვეწარმავლების უმეტესობა ქრება. ამრიგად, პალეონტოლოგიური მონაცემები მიუთითებს ცხოველებისა და მცენარეების ფორმების ცვლილებაზე დროთა განმავლობაში.
ზოგიერთ შემთხვევაში, პალეონტოლოგია მიუთითებს ევოლუციური გარდაქმნების მიზეზებზე. ამ მხრივ საინტერესოა ცხენების ევოლუცია. თანამედროვე ცხენები წარმოიშვნენ პატარა ყოვლისმჭამელი წინაპრებისგან, რომლებიც ცხოვრობდნენ 60-70 მილიონი წლის წინ ტყეებში და ჰქონდათ ხუთ თითიანი კიდური. დედამიწაზე კლიმატის ცვლილებამ, რამაც გამოიწვია ტყის ტერიტორიების შემცირება და სტეპების ზომის ზრდა, განაპირობა ის, რომ თანამედროვე ცხენების წინაპრებმა დაიწყეს ახალი ჰაბიტატის - სტეპების განვითარება. მტაცებლებისგან დაცვის აუცილებლობამ და კარგი საძოვრების საძიებლად დიდ მანძილზე გადაადგილებამ განაპირობა კიდურების ტრანსფორმაცია - ფალანგების რაოდენობის შემცირება ერთამდე (სურ. 55). კიდურების ცვლილების პარალელურად გარდაიქმნა მთელი ორგანიზმი: სხეულის ზომის ზრდა, თავის ქალას ფორმის ცვლილება და კბილების აგებულების გართულება, საჭმლის მომნელებელი ტრაქტის გაჩენა დამახასიათებელი. ბალახოვანი ძუძუმწოვრები და მრავალი სხვა.
ბრინჯი. 55. ცხენის წინა კიდურის სტრუქტურაში ცვლილებების ისტორიული სერია
ბუნებრივი გადარჩევის გავლენის ქვეშ გარე პირობების ცვლილების შედეგად მოხდა პატარა ხუთფეხა ყოვლისმჭამელების თანდათანობითი გარდაქმნა დიდ ბალახისმჭამელებად. უმდიდრესი პალეონტოლოგიური მასალა არის ერთ-ერთი ყველაზე დამაჯერებელი მტკიცებულება ევოლუციური პროცესის შესახებ, რომელიც ჩვენს პლანეტაზე 3 მილიარდ წელზე მეტია მიმდინარეობს.
ევოლუციის ბიოგეოგრაფიული მტკიცებულება.წარსულისა და მიმდინარე ევოლუციური ცვლილებების გასაოცარი მტკიცებულებაა ჩვენი პლანეტის ზედაპირზე ცხოველებისა და მცენარეების გავრცელება. დიდი გეოგრაფიული აღმოჩენების ეპოქაშიც კი, მოგზაურები და ნატურალისტები გაოცებული იყვნენ შორეულ ქვეყნებში ცხოველების მრავალფეროვნებით, მათი გავრცელების თავისებურებებით. თუმცა, მხოლოდ ა. უოლესმა მოახერხა მთელი ინფორმაციის სისტემაში შეტანა და ექვსი ბიოგეოგრაფიული რეგიონის იდენტიფიცირება (ნახ. 56): 1) პალეოარქტიკა, 2) ნეოარქტიკა (პალეოარქტიკული და ნეოარქტიკული ზონები ხშირად გაერთიანებულია ჰოლარქტიკულ რეგიონში), 3) ინდო. -მალაიანი, 4) ეთიოპიელი, 5) ნეოტროპული და 6) ავსტრალიელი.
ბრინჯი. 56. ბიოგეოგრაფიული ზონების რუკა
სხვადასხვა ზონის ცხოველთა და მცენარეთა სამყაროს შედარება იძლევა ყველაზე მდიდარ სამეცნიერო მასალას ევოლუციის პროცესის დასადასტურებლად. მაგალითად, პალეოარქტიკის (ევრაზიის) და ნეოარქტიკის (ჩრდილოეთ ამერიკის) რეგიონების ფაუნასა და ფლორას ბევრი საერთო აქვს. ეს აიხსნება იმით, რომ წარსულში ამ ტერიტორიებს შორის არსებობდა სახმელეთო ხიდი - ბერინგის ისთმუსი. ამის საპირისპიროდ, ნეოარქტიკულ და ნეოტროპიკულ რეგიონებს საერთო არაფერი აქვთ, თუმცა ისინი ამჟამად დაკავშირებულია პანამის ისთმუსით. ეს გამოწვეულია სამხრეთ ამერიკის იზოლაციით რამდენიმე ათეული მილიონი წლის განმავლობაში. პანამის ხიდის გაჩენის შემდეგ სამხრეთამერიკულმა სახეობებმა მხოლოდ რამდენიმემ მოახერხა ჩრდილოეთში შეღწევა (გორგალი, არმადილო, ოპოსუმი). ჩრდილოეთ ამერიკის სახეობებმა უფრო მეტი წარმატება მიაღწიეს სამხრეთ ამერიკის რეგიონის განვითარებას. ლამაები, ირმები, მელა, წავი, დათვი შევიდნენ სამხრეთ ამერიკაში, მაგრამ არ მოახდინეს მნიშვნელოვანი გავლენა მის უნიკალურ სახეობაზე.
საინტერესო და ორიგინალურია ავსტრალიის რეგიონის ფაუნა. ცნობილია, რომ ავსტრალია გამოეყო სამხრეთ აზიას უმაღლესი ძუძუმწოვრების გაჩენამდეც კი.
ამრიგად, ცხოველთა და მცენარეთა სახეობების განაწილება პლანეტის ზედაპირზე და მათი დაჯგუფება ბიოგეოგრაფიულ ზონებად ასახავს დედამიწის ისტორიული განვითარების პროცესს და ცოცხალი არსებების ევოლუციას.
კუნძულის ფაუნა და ფლორა.ევოლუციური პროცესის გასაგებად, კუნძულების ფაუნა და ფლორა საინტერესოა. მათი ფაუნისა და ფლორის შემადგენლობა მთლიანად დამოკიდებულია კუნძულების წარმოშობის ისტორიაზე. კუნძულები შეიძლება იყოს კონტინენტური წარმოშობისა, ანუ შეიძლება იყოს კონტინენტის ნაწილის გამოყოფის შედეგი, ან ოკეანეური წარმოშობის (ვულკანური და მარჯანი).
მატერიკული კუნძულები ხასიათდება მატერიკული შემადგენლობით მსგავსი ფაუნითა და ფლორით. თუმცა, რაც უფრო ძველია კუნძული და რაც უფრო მნიშვნელოვანია წყლის ბარიერი, მით მეტი განსხვავებაა. ბრიტანეთის კუნძულები ევროპიდან სულ ცოტა ხნის წინ გამოეყო და ევროპის იდენტური ფაუნა აქვს. დიდხანს იზოლირებულ კუნძულებზე სახეობების განსხვავების პროცესი ბევრად უფრო შორს მიდის. მაგალითად, მადაგასკარში არ არის აფრიკისთვის დამახასიათებელი დიდი ჩლიქოსანი: ხარი, ანტილოპები, მარტორქები, ზებრები. არ არსებობს დიდი მტაცებლები (ლომები, ლეოპარდები, ჰიენები), უმაღლესი მაიმუნები (ბაბუნები, მაიმუნები). თუმცა, ბევრი ქვედა პრიმატია ლემურები, რომლებიც სხვაგან არ გვხვდება.
სრულიად განსხვავებული სურათი ვლინდება ოკეანის კუნძულების ფაუნის შესწავლისას. მათი სახეობრივი შემადგენლობა ძალიან ცუდია. ამ კუნძულების უმეტესობაზე არ არსებობს ხმელეთის ძუძუმწოვრები და ამფიბიები, რომლებსაც არ შეუძლიათ წყლის მნიშვნელოვანი დაბრკოლებების გადალახვა. ოკეანის კუნძულების მთელი ფაუნა არის ზოგიერთი სახეობის, ჩვეულებრივ, ფრინველების, ქვეწარმავლების და მწერების შემთხვევით შემოტანის შედეგი. ოკეანის კუნძულებზე დაცემული ასეთი სახეობების წარმომადგენლები იღებენ გამრავლების დიდ შესაძლებლობებს. მაგალითად, გალაპაგოსის კუნძულებზე ფრინველის 108 სახეობიდან 82 ენდემურია (ანუ სხვაგან არ გვხვდება) და ქვეწარმავლების 8-ვე სახეობა მხოლოდ ამ კუნძულებისთვისაა დამახასიათებელი. ჰავაის კუნძულებზე აღმოჩენილია ლოკოკინების მრავალფეროვანი სახეობა, რომელთაგან 300 ენდემური სახეობა ეკუთვნის იმავე გვარს.
მრავალფეროვანი ბიოგეოგრაფიული ფაქტების დიდი რაოდენობა მიუთითებს იმაზე, რომ პლანეტაზე ცოცხალი არსებების განაწილების თავისებურებები მჭიდრო კავშირშია დედამიწის ქერქის ტრანსფორმაციასთან და სახეობებში ევოლუციური ცვლილებებით.
ევოლუციის მოლეკულური მტკიცებულება.ამჟამად თითქმის დასრულებულია ადამიანის გენომის (ყველა გენის მთლიანობა) და მთელი რიგი ცხოველების, მცენარეების და მიკროორგანიზმების გენომის სრული გაშიფვრა. ნუკლეოტიდების სრული თანმიმდევრობა დნმ-ში ცნობილია ცოცხალი ორგანიზმების უამრავ სახეობაში. ამ თანმიმდევრობების შედარება გვაძლევს ახალ მინიშნებს დედამიწაზე სიცოცხლის გენეალოგიის აგების შესახებ.
ბევრი მუტაცია არის ერთი ნუკლეოტიდის მეორე ნუკლეოტიდის ჩანაცვლება. მუტაციები ხდება, როგორც წესი, დნმ-ის რეპლიკაციის დროს (იხ. § 14). აქედან გამომდინარეობს, რომ რაც უფრო მეტი თაობა გავიდა ორი სახეობის საერთო წინაპრისგან განსხვავების შემდეგ, მით მეტი შემთხვევითი ნუკლეოტიდური ჩანაცვლება უნდა დაგროვდეს ამ ქალიშვილი სახეობების გენომებში. ადამიანებისა და შიმპანზეების საერთო წინაპარი არსებობდა დაახლოებით ხუთი მილიონი წლის წინ, ხოლო ადამიანებისა და თაგვების საერთო წინაპარი 80 მილიონზე მეტი წლის წინ. როდესაც ვადარებთ გენების ნუკლეოტიდურ თანმიმდევრობებს, როგორიცაა ბეტა-გლობინის გენი, ვხედავთ, რომ გაცილებით ნაკლები განსხვავებაა ადამიანისა და შიმპანზეს გენებს შორის, ვიდრე ადამიანის (ან შიმპანზეს) და თაგვის გენებს შორის.
ამ განსხვავებების რაოდენობრივი შეფასება შესაძლებელს ხდის გენეალოგიური ხის აგებას, რომელიც აჩვენებს სხვადასხვა ტაქსონების (სახეობები, რიგი, ოჯახები, კლასები) ურთიერთობას და განისაზღვროს მათი განსხვავების შედარებითი დრო. ძირითადად, ეს ხე ემთხვევა იმ ხეებს, რომლებიც აშენდა მორფოლოგიური, ემბრიოლოგიური და პალეონტოლოგიური მონაცემების საფუძველზე. თუმცა, ზოგიერთ შემთხვევაში გასაოცარი რამ ვლინდება. აღმოჩნდა, რომ ვეშაპები და არტიოდაქტილები ბევრად უფრო ახლო ნათესავები არიან, ვიდრე არტიოდაქტილები და ეკვიდები. აფრიკული ოქროს მოლი ფილოგენეტიკურად უფრო ახლოს არის სპილოსთან, ვიდრე ჩვენს ხალებთან. მოლეკულური გენეტიკის თანამედროვე მეთოდები შესაძლებელს ხდის გაანალიზდეს არა მხოლოდ ცოცხალი ორგანიზმების, არამედ დიდი ხნის გადაშენებული სახეობების გენები, ნამარხ ნაშთებში დნმ-ის კვალის გამოყენებით. ეს ხელს უწყობს დედამიწაზე სიცოცხლის ევოლუციის გზის კვალს.
- 0 რაც დასტურდება შემდეგი ფაქტებით: დედამიწაზე მცხოვრებ ყველა ორგანიზმში მოლეკულური პროცესების მსგავსი ორგანიზაცია; შუალედური ფორმებისა და ელემენტარული ორგანოების არსებობა? დაასაბუთეთ პასუხი.
- ჩრდილოეთ ამერიკისა და ევრაზიის ფაუნა და ფლორა ერთმანეთის მსგავსია, ხოლო ჩრდილოეთ და სამხრეთ ამერიკის ფლორა და ფაუნა ძალიან განსხვავებულია. როგორ ხსნით ამ ფაქტებს?
- ჩვეულებრივ, ენდემური სახეობები საკმაოდ გავრცელებულია კუნძულებზე (მსოფლიოს სხვაგან არსად გვხვდება). როგორ შეიძლება ამის ახსნა?
- ნამარხ ცხოველს - არქეოპტერიქსს ჩიტისა და ქვეწარმავლის ნიშნები ჰქონდა. შეაფასეთ ეს ფაქტი მეცნიერული თვალსაზრისით.
|
|||||||||||||||||||||
|
ოფიციალური სტატისტიკური ტესტები ადასტურებს ყველა ცოცხალი ორგანიზმის წარმოშობას ერთი წინაპრისგან
ყველა ცოცხალი არსების წარმოშობის ერთიანობის იდეა ზოგადად მიღებულია ბიოლოგებს შორის, მაგრამ მის სასარგებლოდ არგუმენტები ძირითადად ხარისხობრივია და არა რაოდენობრივი. ფორმალური სტატისტიკური ტესტები, რომლებიც დაფუძნებულია "მოდელის შერჩევის თეორიაზე" და არ იყენებს აპრიორულ ვარაუდს, რომ ცილის მოლეკულების მსგავსება მიუთითებს მათ ურთიერთობაზე, აჩვენა, რომ ყველა ცოცხალი არსების ერთი წარმოშობის ჰიპოთეზა ბევრად უფრო დამაჯერებელია, ვიდრე ალტერნატიული მოდელები. სხვადასხვა წინაპრების ორგანიზმების სხვადასხვა ჯგუფის დამოუკიდებელი წარმოშობა.
დარვინი ფიქრობდა, რომ ყველა ცოცხალი ორგანიზმი წარმოიშვა ან ერთი საწყისი ფორმიდან ან რამდენიმედან (იხ. საერთო წარმოშობა). დარვინმა ღიად დატოვა პირველი წინაპრების რაოდენობის საკითხი, რადგან მე-19 საუკუნეში მეცნიერებას ჯერ არ გააჩნდა ამ პრობლემის გადაჭრის საშუალება. დღეს ბიოლოგების უმეტესობას სჯერა, რომ ყველა ცოცხალი არსება წარმოიშვა „უკანასკნელი უნივერსალური საერთო წინაპრისგან“ (უკანასკნელი უნივერსალური საერთო წინაპარი, LUCA). თუმცა, ეს წინაპარი ძნელად იყო ერთი ორგანიზმი ან „სახეობა“ ამ სიტყვის თანამედროვე გაგებით, არამედ პოლიმორფული მიკრობული საზოგადოება, რომელშიც ხდებოდა აქტიური ჰორიზონტალური გენების გაცვლა.
რა თქმა უნდა, LUCA არ იყო პირველი ცოცხალი არსება მსოფლიოში: მის გამოჩენას წინ უძღოდა ხანგრძლივი ევოლუცია (რომლის დროსაც, კერძოდ, ჩამოყალიბდა თანამედროვე გენეტიკური კოდი და ცილის სინთეზის აპარატი, იხ.: Vetsigian, Woese, Goldenfeld. 2006 წ. კოლექტიური ევოლუცია და გენეტიკური კოდი). სხვა არსებები დიდი ალბათობით ცხოვრობდნენ LUCA-სთან ერთად, მაგრამ მათი შთამომავლები დაიღუპნენ. ექსპერტების უმეტესობა თვლის, რომ LUCA-ს უკვე ჰქონდა დნმ და რნმ, რეპლიკაციისა და ტრანსკრიფციის ფერმენტები, რიბოსომები და ცილის სინთეზის მექანიზმის სხვა კომპონენტები. ყველაზე ძლიერი არგუმენტი LUCA-ს რეალობის სასარგებლოდ არის გენეტიკური კოდის ერთიანობა და დნმ-ის, რნმ-ის და ცილების სინთეზის მოლეკულური სისტემების ფუნდამენტური მსგავსება ყველა ცოცხალ ორგანიზმში (იხ.: ევოლუციის მოლეკულური გენეტიკური მტკიცებულება). მაგრამ ეს არგუმენტი, მთელი მისი დამაჯერებლობის მიუხედავად, არის არა რაოდენობრივი, არამედ თვისობრივი. მისი სიძლიერის რიცხობრივად შეფასება ძალიან რთულია.
თუ სიცოცხლე ოდესღაც დედამიწაზე ან კოსმოსში გაჩნდა, მაშინ თეორიულად ის შეიძლება რამდენჯერმე წარმოშობილიყო. პრინციპში, შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ თანამედროვე ცხოვრება ერთზე მეტი წინაპრის შთამომავალია. მაგალითად, ბაქტერიები შეიძლება წარმოიშვას ერთიდან, ხოლო არქეები სხვა წინაპრისგან (ეს თვალსაზრისი ზოგჯერ გამოხატულია, თუმცა მას ცოტა მომხრე ჰყავს).
ამ დილემის გადასაჭრელად მკაცრი სტატისტიკური პროცედურები აქამდე პრაქტიკულად არ გამოიყენება. დნმ-ის ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობებისა და ცილების ამინომჟავების თანმიმდევრობების შედარების სტანდარტული ტექნიკა მოიცავს ქულების სერიის გამოთვლას, რომლებიც ასახავს იმის ალბათობას, რომ დაკვირვებული მსგავსება შემთხვევითობის შედეგია (იხ.: მიმდევრობის მსგავსების ქულების სტატისტიკა). ამ მაჩვენებლების დაბალი მნიშვნელობები მიუთითებს მსგავსების სტატისტიკურ მნიშვნელობაზე (არაშემთხვევითობაზე), მაგრამ პრინციპში ისინი არ არიან შედარებული მოლეკულების ურთიერთობის (წარმოშობის ერთიანობის) მკაცრი დადასტურება. ორი მიმდევრობის მაღალი მსგავსება თეორიულად შეიძლება აიხსნას არა მხოლოდ მათი საერთო წარმოშობით, არამედ კონვერგენტული ევოლუციითაც, მსგავსი შერჩევის ფაქტორების გავლენის ქვეშ.
კიდევ უფრო სერიოზული პრეტენზიები შეიძლება გაკეთდეს ევოლუციური ხეების ასაშენებლად შექმნილი კომპიუტერული პროგრამების უმრავლესობის წინააღმდეგ. ეს პროგრამები, როგორც წესი, ორიენტირებულია "საუკეთესო" ევოლუციური ხის შექმნაზე, შედარებული თანმიმდევრობის ნებისმიერი ნაკრების საფუძველზე, ანუ მაქსიმალური სტატისტიკური მხარდაჭერა. ეს პროგრამები უბრალოდ არ განიხილავს მრავალჯერადი დამოუკიდებელ ხის გაზრდის შესაძლებლობას მრავალი დამოუკიდებელი ფესვიდან. ამ მეთოდებს შეუძლიათ რაოდენობრივად განსაზღვრონ და შეადარონ სხვადასხვა ხეების „ალბათობა“, მაგრამ შეუძლებელია იმის გაგება, არის თუ არა მოდელი ერთი ხეზე მეტ-ნაკლებად სავარაუდოა, ვიდრე ორი ან სამი დამოუკიდებელი ხის მოდელები. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ამ პროგრამებში თავიდანვე ჩაშენებულია ერთი საერთო წინაპრის იდეა (რაც ასახავს ბიოლოგების ღრმა რწმენას, რომ ასეთი წინაპარი არსებობს ნებისმიერ ცოცხალ ორგანიზმში).
დუგლას ლ. თეობალდი ბრანდეისის უნივერსიტეტიდან (აშშ) ცდილობდა დაეძლია ეს შეზღუდვები და შეემუშავებინა დამოუკიდებელი სტატისტიკური ტესტები LUCA ჰიპოთეზის შესამოწმებლად, რომელიც არ იქნებოდა იდეა, რომ მიმდევრობების მსგავსება არის მათი ურთიერთობის საზომი, და მით უმეტეს. წარმოშობის ერთიანობა თავდაპირველად ჩამოყალიბებული იქნებოდა. თეობალდს არ უცდია გაერკვია, რამდენად სტატისტიკურად მნიშვნელოვანია ყველა ორგანიზმის გენეტიკური კოდის ერთიანობა. მისი ამოცანა უფრო ვიწრო იყო: მას სურდა დაედგინა რამდენად სანდო (ან არასანდო) მტკიცებულებაა LUCA-ს ძირითადი ცილების ამინომჟავების თანმიმდევრობაში, რომელიც ყველა ცოცხალ არსებას აქვს.
თეობალდის მიდგომა ეფუძნება შიგნით შემუშავებულ ტესტებს მოდელის შერჩევის თეორია(მოდელის შერჩევის თეორია). სამი ტესტი გამოიყენეს კონკურენტი ევოლუციური მოდელების შესადარებლად: 1) ლოგის ალბათობის კოეფიციენტი, LLR (იხ. ალბათობა-ფარდობის ტესტი; 2) აკაიკის ინფორმაციის კრიტერიუმი (AIC); 3) log Bayes ფაქტორი. ეს ტესტები რაოდენობრივად აფასებს შედარებული მოდელების (ამ შემთხვევაში, ევოლუციური რეკონსტრუქციების, რომელიც შედგება ერთი ან მრავალი ხისგან) „ალბათობას“ ორ ძირითად კრიტერიუმზე დაყრდნობით: 1) მოდელის შესაბამისობის სიზუსტე რეალურ ფაქტებთან, 2) პარსიმონიურობა (პარსიმონია). მოდელის. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ეს ტექნიკა საშუალებას გაძლევთ აირჩიოთ სხვადასხვა მოდელიდან ის, რომელიც ყველაზე ზუსტად აღწერს (ახსნის) დაკვირვებულ ფაქტებს, ამისათვის გამოიყენეთ დაშვებების მინიმალური რაოდენობა („თავისუფალი პარამეტრები“).
თეობალდმა გააანალიზა 23 ცილის ამინომჟავების თანმიმდევრობა, რომელიც აქვს ყველა ცოცხალ ორგანიზმს (ძირითადად ცილები, რომლებიც მონაწილეობენ ამინოაცილ-tRNA სინთეზის ცილის სინთეზში, რიბოსომული ცილები, დრეკადობის ფაქტორები და ა.შ.). პროტეინის თანმიმდევრობა აღებულია 12 ორგანიზმისგან: ოთხი ბაქტერია, ოთხი არქეა და ოთხი ევკარიოტი (საფუარი, დროზოფილა, ჭია C.elegans, ადამიანი).
შედარებითი ევოლუციური მოდელები აშენდა მთელი რიგი ზოგადად მიღებული ვარაუდების საფუძველზე. ვარაუდობდნენ, რომ ამინომჟავების თანმიმდევრობა შეიძლება თანდათან შეიცვალოს ევოლუციის პროცესში ზოგიერთი ამინომჟავის სხვებით ჩანაცვლებით. გამოყენებული იყო ადრე შემუშავებული 20 × 20 მატრიცები, რომლებიც ასახავს თითოეული ამინომჟავის სხვა ამინომჟავის ჩანაცვლების ემპირიულ ალბათობას ან სიხშირეს. ასევე ვარაუდობდნენ, რომ ამინომჟავების ჩანაცვლება, რომელიც ხდება სხვადასხვა ევოლუციურ ხაზში და ცილის სხვადასხვა რეგიონში, არ არის დაკავშირებული ერთმანეთთან.
ერთი საერთო წინაპრის ჰიპოთეზა (LUCA) შეადარეს ჰიპოთეზებს რამდენიმე საერთო წინაპრის შესახებ და სიცოცხლის ერთი ან მრავალჯერადი წარმოშობის საკითხი კულისებში დარჩა. ფაქტია, რომ LUCA ჰიპოთეზა საკმაოდ თავსებადია სიცოცხლის მრავალჯერადი წარმოშობასთან. ამ შემთხვევაში, ან ყველა სხვა უძველესი ცხოვრების ფორმა, გარდა LUCA-სა, არ დატოვა შთამომავლები, რომლებიც დღემდე გადარჩნენ, ან რამდენიმე დამოუკიდებლად წარმოქმნილი პოპულაციის წარმომადგენლებმა შეიძინეს გენების გაცვლის უნარი ევოლუციის დროს და რეალურად გაერთიანდნენ ერთ სახეობაში. თეობალდის მიერ განხილული მოდელები თავსებადია ორივე ამ სცენართან.
|
ავტორმა განიხილა მოდელების ორი კლასი: პირველში არ იყო გათვალისწინებული ჰორიზონტალური გენეტიკური გაცვლა და ორგანიზმები ხის მსგავსი სქემების შესაბამისად უნდა განვითარდნენ. მეორე კლასის მოდელები იძლეოდა ჰორიზონტალურ გაცვლას (მათ შორის, ორი ორგანიზმის სიმბიოგენეტიკური შერწყმა ერთში), ასე რომ, სქემები არ იყო ხის მსგავსი, არამედ ქსელური, ტოტებს შორის მხტუნავებით. თითოეულ კლასში, ყველაზე დამაჯერებელი მოდელები შეადარეს ერთმანეთს, რომლებიც აგებულია ორიგინალური წინაპრების რაოდენობის შესახებ სხვადასხვა ვარაუდის საფუძველზე. ერთი წარმოშობის მოდელი (ABE, სადაც A არის არქეა, B არის ბაქტერია, E არის ევკარიოტები) შეადარეს მრავალჯერადი წარმოშობის მოდელს: AE + B (არქეებს და ევკარიოტებს ჰყავდათ ერთი საერთო წინაპარი, მაგრამ ბაქტერიები წარმოიშვა სხვა წინაპრისგან) , AB + E , BE + A, A + B + E და ა.შ. განიხილებოდა მრავალუჯრედიანი ცხოველების ან ადამიანების დამოუკიდებელი წარმოშობის შესაძლებლობაც კი.
ყველა შემთხვევაში გამოყენებული სამივე ტესტი მტკიცედ უჭერდა მხარს LUCA ჰიპოთეზას ალტერნატიული მრავალჯერადი წარმოშობის ჰიპოთეზებისგან განსხვავებით. მაგალითად, 1 კლასის მოდელებისთვის, ABE ჰიპოთეზის "ალბათობა" აღმოჩნდა 10 2860-ჯერ მეტი, ვიდრე მისი უახლოესი კონკურენტი (AE + B მოდელები). ამ რიცხვს „ასტრონომიულსაც“ ვერ ვუწოდებთ, ასტრონომიაში ასეთი დიდი რიცხვები არ არსებობს. დაახლოებით იგივე სანდო მხარდაჭერა მიიღო მე-2 კლასის ჰიპოთეზებმა (ჰორიზონტალური გადაცემით) 1 კლასის ჰიპოთეზებთან შედარებით. ჰორიზონტალური გენეტიკური გაცვლა განვითარებად ხაზებს შორის. ეს მოდელი, კერძოდ, ადეკვატურად ასახავს ევკარიოტების სიმბიოგენეტიკურ წარმოშობას: 23 განხილული ევკარიოტული ცილებიდან ზოგიერთი აშკარად მემკვიდრეობით არის მიღებული ბაქტერიებისგან, ზოგი კი არქეიდან.
ამრიგად, ყველა ცოცხალ უჯრედში ნაპოვნი ძირითადი ცილების ამინომჟავების თანმიმდევრობა უზრუნველყოფს LUCA ჰიპოთეზის ძლიერ სტატისტიკურ მხარდაჭერას. ამავდროულად, წარმოშობის ერთიანობის სასარგებლოდ მთავარი მტკიცებულება არ არის მსგავსების სიდიდე, როგორც ასეთი (ადამიანებში, საფუარში და ბაქტერიებში ჰომოლოგიური ცილების რეალური მსგავსება სინამდვილეში არც ისე დიდია), არამედ პერსონაჟი(ან სტრუქტურა) ამ მსგავსების, ანუ ამინომჟავების განაწილება, რომლებიც იდენტური ან მსგავსია თვისებებით ცილის მოლეკულის გასწვრივ სხვადასხვა ორგანიზმებში. დაკვირვებული მსგავსების სტრუქტურა ისეთია, რომ ის უზრუნველყოფს ზოგიერთი ცილის „მიღებას“ სხვებისგან და, შესაბამისად, ერთი წარმოშობის ჰიპოთეზა ხსნის მთელ სურათს ბევრად უკეთ, ვიდრე სხვა მოდელები. განსახილველი სტატიის დამატებით მასალებში (PDF, 352 Kb) დუგლას თეობალდი გვაწვდის ცილის მოლეკულების ფიქტიურ მაგალითებს, რომლებსაც აქვთ ძალიან მაღალი მსგავსება, მაგრამ რომელთა ერთი წარმოშობა ნაკლებად სავარაუდოა, ვიდრე მრავალჯერადი. მაგალითად, ეს ხდება იმ შემთხვევაში, თუ ცილა A მსგავსია პროტეინის B-ს ზოგიერთ ამინომჟავაში, ხოლო C პროტეინს ზოგიერთში. რაც შეეხება რეალურ პროტეინებს, LUCA ჰიპოთეზა დაკვირვებულ მსგავსებას ყველაზე „პარსიმონიულად“ ხსნის.
თუ ჩავთვლით ცილებს, რომლებიც ყველას არ აქვს, მაგრამ მხოლოდ ზოგიერთ ორგანიზმს (მაგალითად, მხოლოდ ევკარიოტებს), შედეგები იგივე რჩება, რადგან ცილების ახალი ტიპები რატომღაც უნდა წარმოშობილიყო სხვადასხვა ევოლუციურ ხაზში - მიუხედავად იმისა, ჰქონდა თუ არა ამ ხაზებს იგივე. ან სხვადასხვა წარმომავლობის.
ეს ნამუშევარი, რა თქმა უნდა, არ არის დასმული პრობლემის საბოლოო გადაწყვეტა - პირიქით, ის უნდა განიხილებოდეს, როგორც პირველი ნაბიჯი. საკმაოდ რთულია მიღებული შედეგების ყველა შესაძლო ალტერნატიული ინტერპრეტაციის სრულად გამორიცხვა. ეს მოითხოვს ცილების ევოლუციის შაბლონების უფრო დეტალურ ცოდნას და კიდევ უფრო დახვეწილ სტატისტიკურ მეთოდებს.
წყაროები:
1) დუგლას ლ. თეობალდი. უნივერსალური საერთო წინაპრების თეორიის ოფიციალური ტესტი // ბუნება. 2010. V. 465. გვ 219-222.
2) მაიკ სტელი, დევიდ პენი. გამოცდაზე დაყენებული საერთო წარმომავლობა // Ბუნება. 2010. V. 465. გვ 168-169.
უკან წინ
ყურადღება! სლაიდის გადახედვა მხოლოდ საინფორმაციო მიზნებისთვისაა და შეიძლება არ წარმოადგენდეს პრეზენტაციის სრულ ნაწილს. თუ გაინტერესებთ ეს ნამუშევარი, გთხოვთ, ჩამოტვირთოთ სრული ვერსია.
გაკვეთილის ფორმა:ფრონტალური, ინდივიდუალური.
სწავლების მეთოდები: ევრისტიკული მეთოდი, განმარტებითი და საილუსტრაციო, პრაქტიკული, ვიზუალური.
აღჭურვილობა: პრეზენტაცია „ევოლუციის ძირითადი მტკიცებულებები“, კომპიუტერი, მულტიმედიური პროექტორი, „ნამარხი მცენარეებისა და ცხოველების ფორმები“ კოლექციები.
გაკვეთილის მიზანი: ჩამოყალიბდეს და გამოავლინოს ევოლუციის მთავარი მტკიცებულების არსი.
გაკვეთილის მიზნები:
- ორგანული სამყაროს განვითარების ძირითადი მტკიცებულებების იდენტიფიცირება;
- შეაფასოს ფ. მიულერის და ე. ჰეკელის ბიოგენეტიკური კანონი, როგორც ემბრიოლოგიური მტკიცებულება;
- ნამარხი გარდამავალი ფორმების, როგორც პალეონტოლოგიური მტკიცებულებების მეცნიერებისთვის მნიშვნელობის გასარკვევად, ევოლუციის შედარებითი ანატომიური (მორფოლოგიური), ბიოგეოგრაფიული მტკიცებულებების შესწავლა.
- გააგრძელეთ დამოუკიდებელი მუშაობის უნარების ჩამოყალიბება ტექსტით, დარიგებით, პრეზენტაციით.
გაკვეთილების დროს
I. ცოდნის ტესტირება.
ფრონტალური საუბარი მთავარ საკითხებზე თემაზე „ევოლუცია“.
- განსაზღვრეთ ევოლუციის ცნება.
- დაასახელეთ ევოლუციის განვითარების პერიოდები.
- განსაზღვრეთ კრეაციონიზმი. რა არის მეტაფიზიკური მსოფლმხედველობის არსი?
- მოგვიყევით კ.ლინეუსის ძირითად შეხედულებებსა და შეცდომებზე, დაადგინეთ მისი ნაშრომების როლი ბიოლოგიის განვითარებაში.
- მოგვიყევით ჯ.ბ.ლამარკის ძირითად შეხედულებებსა და შეცდომებზე, დაადგინეთ მისი ნაშრომების როლი ბიოლოგიის განვითარებაში.
- რა წინაპირობები იცით დარვინიზმის გაჩენისთვის?
- მოგვიყევით დიდი ინგლისელი ბუნებისმეტყველის ჩარლზ დარვინის ცხოვრების მთავარ ეტაპებზე.
- რა არის ჩ.დარვინის ევოლუციის თეორიის ძირითადი დებულებები.
- ახსენი C. Linnaeus-ის, J-B-ს თვალსაზრისით. ლამარკი, C. Darwin, გრძელი კისრის ფორმირება ჟირაფში და მხედველობის ორგანოების არარსებობა მოლულ ვირთხაში.
II. ახალი მასალის შესწავლა (გაკვეთილის თემა სლაიდი 1).
პრეზენტაცია - „ევოლუციის ძირითადი მტკიცებულება“.
ევოლუციის ფაქტი, ანუ ცოცხალი ორგანიზმების ისტორიული განვითარება მარტივი ფორმებიდან უფრო მაღალ ორგანიზებულებამდე, რომელიც ეფუძნება გენეტიკური ინფორმაციის უნიკალური ფუნქციონირების პროცესებს, მიღებული და დადასტურებული იყო ბიოქიმიის, პალეონტოლოგიის, გენეტიკას მონაცემებით. , ემბრიოლოგია, ანატომია, ტაქსონომია და მრავალი სხვა მეცნიერება, რომლებსაც ჰქონდათ ევოლუციური პროცესის არსებობის დამადასტურებელი ფაქტები.
ევოლუციის მთავარი მტკიცებულება არის (სლაიდი 2):
1. ყველა ცოცხალი ორგანიზმის უჯრედების მსგავსი ქიმიური შემადგენლობა.
2. ყველა ცოცხალი ორგანიზმის უჯრედების აგებულების გენერალური გეგმა.
3. გენეტიკური კოდის უნივერსალურობა.
4. გენეტიკური ინფორმაციის შენახვის, დანერგვისა და გადაცემის ერთიანი პრინციპები.
5. ევოლუციის ემბრიონული მტკიცებულება.
6. ევოლუციის მორფოლოგიური მტკიცებულება.
7. ევოლუციის პალეონტოლოგიური მტკიცებულება.
8. ევოლუციის ბიოგეოგრაფიული მტკიცებულება.
(ფრონტალური საუბარი მტკიცებულების ძირითადი დებულებების განმარტებით)
როგორია ორგანიზმების ქიმიური შემადგენლობა? (ყველა ორგანიზმის უჯრედების მსგავსი ელემენტარული ქიმიური შემადგენლობა) (სლაიდი 3);
რა არის ყველა ცოცხალი ორგანიზმის ძირითადი სტრუქტურული ერთეული? (უჯრედი არის ცოცხალი არსების ელემენტარული ერთეული, მისი აგებულება და ფუნქციონირება ძალიან ჰგავს ყველა ორგანიზმში) (სლაიდი 4);
რას ამბობს გენეტიკური კოდის უნივერსალურობა? (ცილები და ნუკლეინის მჟავები ყოველთვის აგებულია ერთი პრინციპით და მსგავსი კომპონენტებისგან, ისინი განსაკუთრებულ როლს ასრულებენ ყველა ორგანიზმის სასიცოცხლო პროცესებში) (სლაიდი 5);
გენეტიკური კოდირების, ცილების და ნუკლეინის მჟავების ბიოსინთეზის პრინციპები ყველა ცოცხალი არსებისთვის ერთნაირია. (სლაიდი 6) .
ემბრიოლოგიური მტკიცებულება
ცოცხალი ორგანიზმების წარმოშობის ერთიანობის ფაქტი დადგინდა ემბრიოლოგიური კვლევების საფუძველზე, რომლებიც ეფუძნება ემბრიოლოგიის მეცნიერების მონაცემებს.
ემბრიოლოგია (ბერძნულიდან embryo - embryo და logos - დოქტრინა) არის მეცნიერება, რომელიც სწავლობს ორგანიზმების ემბრიონულ განვითარებას. ყველა მრავალუჯრედიანი ცხოველი ვითარდება ერთი განაყოფიერებული კვერცხუჯრედისგან. ინდივიდუალური განვითარების პროცესში ისინი გადიან დამსხვრევის ეტაპებს, ორ და სამშრიანი ემბრიონების წარმოქმნას, სასქესო შრეებიდან ორგანოების წარმოქმნას. ცხოველების ემბრიონული განვითარების მსგავსება მოწმობს მათი წარმოშობის ერთიანობაზე.
ემბრიოლოგია, ამოცანების მიხედვით, იყოფა: ზოგად, შედარებით, ექსპერიმენტულ, პოპულაციური და ეკოლოგიური.
ემბრიოლოგიური მონაცემები, რომლებიც ევოლუციის დამადასტურებელია, მოიცავს :
1. კარლ ბაერის კანონი ჩანასახების მსგავსების შესახებ (სლაიდები 7, 8) , რომელშიც ნათქვამია: "ემბრიონები უკვე ადრეული სტადიებიდან აჩვენებენ ცნობილ ზოგად მსგავსებას ფილაში" . ყველა აკორდატში, განვითარების ადრეულ სტადიაზე იდება ნოტოკორდი, ჩნდება ნერვული მილი, ყალიბდება ღრძილები ფარინქსის წინა ნაწილში და ა.შ. ემბრიონების მსგავსება მიუთითებს ამ ორგანიზმების საერთო წარმომავლობაზე. ემბრიონების განვითარებასთან ერთად, მათი განსხვავებების თავისებურებები უფრო და უფრო გამოხატულია. კ.ბაერმა პირველმა აღმოაჩინა, რომ ემბრიონის განვითარების პროცესში ჯერ ერთი ტიპის საერთო ნიშნები ჩნდება, შემდეგ ზედიზედ კლასის, რიგისა და ბოლოს სახეობის.
განვითარების დროს ემბრიონის ნიშნების განსხვავებას ემბრიონულ დივერგენციას უწოდებენ და ეს აიხსნება ამ სახეობის ისტორიით.
2. ჰეკელ-მიულერის ბიოგენეტიკური კანონი (სლაიდები 7, 9) რაც მიუთითებს ინდივიდუალურ (ონტოგენეზისა) და ისტორიულ (ფილოგენეზის) განვითარებას შორის ურთიერთობაზე. ეს კანონი ჩამოყალიბდა 1864-1866 წლებში. გერმანელი მეცნიერები ფ.მიულერი და ე.ჰეკელი. მრავალუჯრედიანი ორგანიზმები თავიანთ განვითარებაში გადიან ერთუჯრედულ სტადიას (ზიგოტის სტადია), რაც შეიძლება ჩაითვალოს პრიმიტიული ამების ფილოგენეტიკური ეტაპის გამეორებად. ყველა ხერხემლიანში იდება ნოტოკორდი, რომელსაც შემდეგ ხერხემალი ანაცვლებს და მათ წინაპრებში ნოტოკორდი მთელი ცხოვრება დარჩა. ფრინველებისა და ძუძუმწოვრების ემბრიონული განვითარების დროს ფარინქსში ჩნდება ღრძილების ნაპრალები. ეს ფაქტი აიხსნება ამ ხმელეთის ცხოველების წარმოშობით თევზის მსგავსი წინაპრებისგან. ამ და სხვა ფაქტებმა აიძულა ჰეკელი და მიულერი ჩამოეყალიბებინათ ბიოგენეტიკური კანონი. ნათქვამია: „ონტოგენეზი არის ფილოგენეზის მოკლე და სწრაფი გამეორება, თითოეული ორგანიზმი თავის ინდივიდუალურ განვითარებაში იმეორებს წინაპრების განვითარების ეტაპებს“. ფიგურალურად რომ ვთქვათ, ყველა ცხოველი თავისი განვითარების დროს ადის თავის გენეალოგიურ ხეზე. თუმცა, ონტოგენეზი ზუსტად არ იმეორებს ფილოგენიას. მაშასადამე, ემბრიონის განვითარებაში სახეობების ისტორიული განვითარების ეტაპების გამეორება ხდება შეკუმშული ფორმით, მთელი რიგი ეტაპების დაკარგვით. გარდა ამისა, ემბრიონები არ ჰგავს წინაპრების ზრდასრულ ფორმებს, არამედ მათ ემბრიონებს.
მორფოლოგიური მტკიცებულება
ამ ჯგუფის ევოლუციის მტკიცებულება მოიცავს:
1) შედარებითი ანატომიური კვლევები აჩვენა არსებობა თანამედროვე ფლორასა და ფაუნაში ორგანიზმების გარდამავალი ფორმები (სლაიდი 10) , აერთიანებს რამდენიმე დიდი სისტემური ერთეულის მახასიათებლებს. მაგალითად, მწვანე ეგგლენა აერთიანებს მცენარის (ქლოროპლასტები, ფოტოსინთეზი) და ცხოველების (ფლაგელა, ფოტომგრძნობიარე თვალი, პირის ღრუს ერთგვარი აპარატის) თვისებებს; echidna და platypus დგას ქვეწარმავლებსა და ძუძუმწოვრებს შორის (დებს კვერცხებს და კვებავს მათ რძით). ასეთი შუალედური ფორმების არსებობა იმაზე მეტყველებს, რომ წინა გეოლოგიურ ეპოქებში ცხოვრობდნენ ორგანიზმები, რომლებიც იყვნენ რამდენიმე სისტემატური ჯგუფის წინაპარი.
2) ხელმისაწვდომობა კლასში, ტიპი ჰომოლოგიური სხეულები (სლაიდი 11) , ერთმანეთის მსგავსი წარმონაქმნები სტრუქტურის ზოგადი გეგმის, სხეულში მდებარეობისა და ონტოგენეზის პროცესში გარეგნობის თვალსაზრისით. ჰომოლოგია დაკავშირებულია საერთო წინაპრისგან მემკვიდრეობით მიღებული თანაბრად აქტიური მემკვიდრეობითი ფაქტორების (ე.წ. ჰომოლოგიური გენების) სხვადასხვა სახეობაში არსებობასთან. მაგალითად, ვეშაპის ფლიპერები, მოლის თათები, ნიანგის ფრთები, ფრინველის ფრთები, ღამურა, ადამიანის ხელი, მიუხედავად სრულიად განსხვავებული ფუნქციების შესრულებისა, სტრუქტურა პრინციპში მსგავსია. ჰომოლოგიური ორგანოები არის დივერგენციის შედეგი - ნიშან-თვისებების განსხვავება სახეობის პოპულაციაში, რომელიც ხდება ბუნებრივი გადარჩევის გავლენის ქვეშ. ევოლუციის ზოგადი ნიმუში, რომელიც იწვევს ახალი სახეობების, გვარების, კლასების და ა.შ.
3) ხელმისაწვდომობა ნაშთები(ლათ. rudimentum - ჩანასახი, ფუნდამენტური პრინციპი) (სლაიდი 12, 13) - შედარებით გამარტივებული, განუვითარებელი, წინაპრების ჰომოლოგიურ სტრუქტურებთან შედარებით, ორგანოები, რომლებმაც დაკარგეს ძირითადი მნიშვნელობა სხეულში ევოლუციური განვითარების დროს (სლაიდი 11-13). ორგანიზმის ემბრიონული განვითარების დროს იდება რუდიმენტები, მაგრამ ბოლომდე არ ვითარდება. ისინი გვხვდება ამ სახეობის ყველა ინდივიდში. მაგალითად, ფიბულა ფრინველებში, მენჯის სარტყელი ვეშაპში, თვალები ბურღულ ცხოველებში და ა.შ. რუდიმენტების, აგრეთვე ჰომოლოგიური ორგანოების არსებობა მოწმობს ცოცხალი ფორმების საერთო წარმოშობაზე. ვეშაპის უკანა კიდურები, რომლებიც სხეულშია დამალული, არის ნარჩენი, რომელიც ადასტურებს მისი წინაპრების ხმელეთის წარმოშობას. ადამიანებში ასევე ცნობილია რუდიმენტული ორგანოები: კუნთები, რომლებიც ამოძრავებენ ყურის ღრუს, მესამე ქუთუთოს ნარჩენები და ა.შ. ზოგიერთ ორგანიზმში ვესტიგიალური ორგანოები შეიძლება განვითარდეს ნორმალური ზომის ორგანოებამდე. წინაპართა ფორმების ორგანოს სტრუქტურაში ასეთ დაბრუნებას ე.წ ატავიზმი.
4) ხელმისაწვდომობა ატავიზმები(ლათ. atavus - წინაპარი) (სლაიდი 14) , თვისებები, რომლებიც ვლინდება მოცემული სახეობის ცალკეულ ინდივიდებში, რომლებიც არსებობდნენ შორეულ წინაპრებში, მაგრამ დაიკარგნენ ევოლუციის პროცესში. მაგალითად, უკანა კიდურები, რომლებიც ხანდახან ჩნდება ვეშაპებში, ათასობით ცალფეხა ცხენს შორის, ზოგჯერ გვხვდება ინდივიდები, რომლებსაც აქვთ განვითარებული II და IV თითების მცირე ჩლიქები. ცნობილია ადამიანებში ატავიტური ნიშნების გაჩენის შემთხვევები: პირველადი თმის ხაზით, გრძელი კუდით და ა.შ. ატავიზმის გაჩენა მიუთითებს ამა თუ იმ ორგანოს შესაძლო აგებულებაზე წინაპართა ფორმებში. ატავიზმები წინაპრების ევოლუციური მეხსიერების გამოვლინებებია. მათი გარეგნობის მიზეზებია ის, რომ გენები, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან მოცემულ მახასიათებელზე, შენარჩუნებულია მოცემული სახეობის ევოლუციაში, მაგრამ მათი მოქმედება ნორმალური განვითარებისას დაბლოკილია რეპრესორული გენებით. ცალკეული ინდივიდების ონტოგენეზში მრავალი თაობის შემდეგ, გარკვეული მიზეზების გამო, ბლოკირება იხსნება და თვისება კვლავ ჩნდება.
პალეონტოლოგიური მტკიცებულება
პალეონტოლოგიური მტკიცებულებები ეფუძნება პალეონტოლოგიის მეცნიერებას.
პალეონტოლოგია (ბერძნ. paleo - უძველესი; ontos - არსება; logos - სწავლება) - მეცნიერება, რომელიც სწავლობს გადაშენებული ორგანიზმების ნაშთებს, ავლენს მათ მსგავსებასა და განსხვავებას თანამედროვე ორგანიზმებთან. პალეონტოლოგიის ფუძემდებელი: ჯ.კუვიერი, ჯ.-ბ. ლამარკი, ა. ბრონნიარდი. ტერმინი „პალეონტოლოგია“ შემოგვთავაზა 1822 წელს ა.ბლეინვილმა. თანამედროვე ევოლუციური პალეონტოლოგიის საფუძვლები ჩაეყარა ვ.ო. კოვალევსკი.
პალეონტოლოგია წყვეტს შემდეგ ამოცანებს:
- წარსულის ფლორისა და ფაუნის შესწავლა, რადგან ნამარხი ნაშთები იძლევა უამრავ მასალას სხვადასხვა სისტემატურ ჯგუფებს შორის თანმიმდევრული ურთიერთობების შესახებ;
- სიცოცხლისა და მოვლენების ევოლუციის ადრეული ეტაპების იდენტიფიცირება დედამიწის ისტორიის მთავარი დანაყოფების საზღვრებში;
- ორგანული სამყაროს ღეროების იზოლაციის იდენტიფიცირება;
- ორგანული სამყაროს განვითარების ძირითადი ეტაპების იდენტიფიცირება; სხვადასხვა გეოლოგიური ეპოქის დედამიწის ფენების ნამარხი ნაშთების შედარება, ისინი ასკვნიან, რომ ორგანული სამყარო დროთა განმავლობაში შეიცვალა.
პალეონტოლოგია იძლევა შემდეგ მონაცემებს ევოლუციის სასარგებლოდ:
1) ინფორმაცია ფილოგენეტიკური (ევოლუციური) სერიების შესახებ (სლაიდი 15), რომლებიც არა მხოლოდ ევოლუციის შესანიშნავი ილუსტრაციაა, არამედ საშუალებას გაძლევთ გაარკვიოთ ორგანიზმების ცალკეული ჯგუფების ევოლუციის მიზეზი. ნამუშევრები V.O. კოვალევსკი იყო პირველი პალეონტოლოგიური კვლევები, რომლებმაც მოახერხეს იმის ჩვენება, რომ ზოგიერთი სახეობა სხვებისგან წარმოიშვა. ცხენების განვითარების ისტორიის გამოკვლევისას, ვ.ო. კოვალევსკიმ აჩვენა, რომ თანამედროვე ცალფეხა ცხოველები წარმოიქმნებიან პატარა ხუთფეხა ყოვლისმჭამელი წინაპრებისგან, რომლებიც ცხოვრობდნენ 60-70 მილიონი წლის წინ ტყეებში. დედამიწის კლიმატის ცვლილებამ, რამაც გამოიწვია ტყეების ფართობის შემცირება და სტეპების ზომის ზრდა, განაპირობა ის, რომ თანამედროვე ცხენების წინაპრებმა დაიწყეს ახალი ჰაბიტატის შემუშავება - სტეპები. მტაცებლებისგან დაცვის აუცილებლობამ და კარგი საძოვრების საძიებლად დიდ დისტანციებზე გადაადგილებამ განაპირობა კიდურების ტრანსფორმაცია - ფალანგების რაოდენობის შემცირება ერთამდე. კიდურების ცვლილების პარალელურად გარდაიქმნა მთელი ორგანიზმი: სხეულის ზომის ზრდა, თავის ქალას ფორმის ცვლილება და კბილების აგებულების გართულება, საჭმლის მომნელებელი ტრაქტის გაჩენა დამახასიათებელი. ბალახოვანი ძუძუმწოვრები და მრავალი სხვა.
2) ინფორმაცია წიაღისეული გარდამავალი ფორმების შესახებ (გარდამავალი ფორმების განმარტება ზემოთ იყო მოცემული), რომლებიც დღემდე არ შემორჩენილა და მხოლოდ ნამარხი ნაშთების სახითაა წარმოდგენილი. სხვადასხვა ტიპებსა და კლასებს შორის გარდამავალი ფორმების არსებობა გვიჩვენებს, რომ ისტორიული განვითარების თანდათანობითი ბუნება დამახასიათებელია არა მხოლოდ ქვედა სისტემატური კატეგორიებისთვის (სახეობები, გვარები, ოჯახები), არამედ უფრო მაღალი კატეგორიებისთვისაც და რომ ისინი ასევე ბუნებრივი შედეგია. ევოლუციური განვითარების. წიაღისეული გარდამავალი ფორმების მაგალითებია: უძველესი წიბოიანი თევზი, რომელიც აკავშირებს თევზს ხმელეთზე მცხოვრებ ტეტრაპოდ ამფიბიებთან; სათესლე გვიმრები - გარდამავალი ჯგუფი გვიმრებსა და გიმნოსპერმებს, ფსილოფიტებს, ცხოველურკბილიან ხვლიკს, არქეოპტერიქსს და ა.შ. (სლაიდები 16, 17).
ბიოგეოგრაფიული მტკიცებულება
ბიოგეოგრაფია (ბერძნულიდან bio - სიცოცხლე, გეო - დედამიწა, გრაფიკი - ვწერ) - მეცნიერება ცოცხალი ორგანიზმების თემების და მათი კომპონენტების - სახეობების, გვარების და სხვა ტაქსონების მთელს მსოფლიოში გავრცელების ნიმუშების შესახებ. ბიოგეოგრაფია მოიცავს ზოოგეოგრაფიასა და ბოტანიკურ გეოგრაფიას. ბიოგეოგრაფიის ძირითადი სექციები ჩამოყალიბება დაიწყო მე-18 საუკუნის ბოლოს და მე-19 საუკუნის პირველ ნახევარში, მრავალი ექსპედიციის წყალობით. ბიოგეოგრაფიის სათავეში იყვნენ A. Humboldt, A.R. უოლესი, ფ. სკლეტერი, პ.ს. პალასი, ი.გ. ბორშოვი და სხვები.
ევოლუციის ბიოგეოგრაფიული მტკიცებულებები მოიცავს შემდეგს:
1. ცხოველთა და მცენარეთა გავრცელების თავისებურებები სხვადასხვა კონტინენტზე (სლაიდები 18, 19) , როგორც ევოლუციური პროცესის ნათელი მტკიცებულება. ა.რ. უოლასმა, ჩარლზ დარვინის ერთ-ერთმა გამორჩეულმა წინამორბედმა, შემოიტანა სისტემაში ცხოველებისა და მცენარეების განაწილების შესახებ ყველა ინფორმაცია და გამოავლინა ექვსი ზოოგეოგრაფიული რეგიონი (მოსწავლეები მუშაობენ მსოფლიოს ზოოგეოგრაფიული რეგიონების რუკაზე):
1) პალეოარქტიკა (ევროპა, ჩრდილოეთ აფრიკა, ჩრდილოეთ და ცენტრალური აზია, იაპონია);
2) ნეოარქტიკა (ჩრდილოეთ ამერიკა);
3) ეთიოპიური (სუბ-საჰარის აფრიკა);
4) ინდომალაიანი (სამხრეთ აზია, მალაის არქიპელაგი);
5) ნეოტროპიკული (სამხრეთ და ცენტრალური ამერიკა);
6) ავსტრალიელი (ავსტრალია, ახალი გვინეა, ახალი ზელანდია, ახალი კალედონია).
ფლორისა და ფაუნის მსგავსება და განსხვავება სხვადასხვა ბიოგეოგრაფიულ რეგიონებს შორის არ არის იგივე. ამრიგად, პალეოარქტიკული და ნეოარქტიკული რეგიონები, მიუხედავად მათ შორის სახმელეთო კავშირის არარსებობისა, აჩვენებენ ფლორისა და ფაუნის მნიშვნელოვან მსგავსებას. ნეოარქტიკული და ნეოტროპიკული რეგიონების ფლორა და ფაუნა, მიუხედავად იმისა, რომ მათ შორის არის პანამის სახმელეთო ისთმუსი, ძალიან განსხვავდება ერთმანეთისგან. როგორ შეიძლება ამის ახსნა? ეს შეიძლება აიხსნას იმით, რომ ოდესღაც ევრაზია და ჩრდილოეთ ამერიკა ლავრაზიის ერთიანი კონტინენტის ნაწილი იყო და მათი ორგანული სამყარო ერთად განვითარდა. პირიქით, ჩრდილოეთ და სამხრეთ ამერიკას შორის სახმელეთო კავშირი შედარებით ახალია და მათი ფლორა და ფაუნა დიდი ხანია ცალ-ცალკე განვითარდა. ავსტრალიის ორგანული სამყარო ცალკე დგას, რომელიც სამხრეთ აზიას გამოეყო 100 მილიონ წელზე მეტი ხნის წინ და მხოლოდ გამყინვარების ხანაში გადავიდა რამდენიმე პლაცენტური ცხოველი - თაგვები და ძაღლები - აქ სუნდას არქიპელაგის გავლით. ამრიგად, რაც უფრო მჭიდროა კონტინენტების კავშირი, მით უფრო მეტი მონათესავე ფორმები ცხოვრობენ, რაც უფრო ძველია მსოფლიოს ნაწილების ერთმანეთისგან იზოლაცია, მით უფრო დიდია განსხვავება მათ პოპულაციებს შორის.
2. ევოლუციის სასარგებლოდ მოწმობს კუნძულების ფაუნისა და ფლორის თავისებურებებიც. მატერიკზე კუნძულების ორგანული სამყარო ახლოსაა მატერიკთან, თუ კუნძულის გამოყოფა ცოტა ხნის წინ მოხდა (სახალინი, დიდი ბრიტანეთი). რაც უფრო ძველია კუნძული და რაც უფრო დიდია წყლის ბარიერი, მით უფრო დიდია განსხვავებები ამ კუნძულის ორგანულ სამყაროსა და ახლომდებარე მატერიკზე (მადაგასკარი). ვულკანური და მარჯნის კუნძულების ორგანული სამყარო ღარიბია და არის გარკვეული სახეობების შემთხვევითი შემოტანის შედეგი, რომლებსაც შეუძლიათ ჰაერში გადაადგილება.
მატერიკული კუნძულები
ცოცხალი სამყარო მატერიკთან ახლოსაა. ბრიტანელი, სახალინიკუნძულები მიწისგან გამოეყო რამდენიმე ათასი წლის წინ, ამიტომ ცოცხალი სამყარო ძალიან ჰგავს მატერიკს. რაც უფრო ძველია კუნძული და რაც უფრო მნიშვნელოვანია წყლის ბარიერი, მით მეტი განსხვავებაა.
მადაგასკარი (სლაიდი 20). არ არსებობს აფრიკისთვის დამახასიათებელი დიდი ჩლიქოსნები: ხარები, ანტილოპები, ზებრები. დიდი მტაცებლები არ არიან: ლომები, ლეოპარდები, ჰიენები, უმაღლესი მაიმუნები. მაგრამ ეს კუნძული ლემურების უკანასკნელი თავშესაფარია. ოდესღაც, მაიმუნების მოსვლამდე, ლემურები დომინანტური პრიმატები იყვნენ. მაგრამ მათ ვერ გაუწიეს კონკურენცია თავიანთ უფრო მოწინავე ნათესავებს და ყველგან გაუჩინარდნენ, გარდა მადაგასკარისა, რომელიც მაიმუნების განვითარებამდე გამოეყო მატერიკს. მადაგასკარში 46 გვარის ფრინველია, რომლებიც მსოფლიოში არსად გვხვდება. ქამელეონები- უფრო დიდი და მრავალფეროვანი ვიდრე აფრიკაში. აფრიკისგან განსხვავებით, კუნძულზე არ არის შხამიანი გველები. მაგრამ არსებობს ბევრი პითონი და არაშხამიანი გველი. ცოცხალი სამყაროს ისტორიის მიხედვით, გველები სხვა ქვეწარმავლებთან შედარებით საკმაოდ გვიან გამოჩნდნენ და მათ შორის ყველაზე ახალგაზრდა შხამიანი გველები არიან. მადაგასკარი დაშორდა კონტინენტს, სანამ იქ გველები გამოჩნდებოდნენ. მადაგასკარში ბაყაყის დაახლოებით 150 სახეობაა.
ოკეანის კუნძულები
ოკეანის კუნძულების ფაუნის სახეობრივი შემადგენლობა ცუდია და არის გარკვეული სახეობების, ჩვეულებრივ, ფრინველების, ქვეწარმავლების და მწერების შემთხვევითი შემოტანის შედეგი. ხმელეთის ძუძუმწოვრებს, ამფიბიებს და სხვა ცხოველებს არ შეუძლიათ წყლის მნიშვნელოვანი ბარიერების გადალახვა; ამ კუნძულების უმეტესობა არ არსებობს. გალაპოგოსის კუნძულები (სლაიდი 21) - ამოღებულია სამხრეთ ამერიკის სანაპიროდან 700 კმ-ით. ამ მანძილის გადალახვა შესაძლებელია მხოლოდ კარგად მფრინავი ფორმებით. ფრინველთა სახეობების 15% წარმოდგენილია სამხრეთ ამერიკის სახეობებით, ხოლო 85% განსხვავდება მატერიკიდან და სხვაგან არ არის ნაპოვნი.
III. ცოდნის კონსოლიდაცია.
1. ჩამოთვალეთ ევოლუციის ყველა მტკიცებულება.
2. გააკეთე სატესტო სამუშაო.
ტესტი "ევოლუციის მტკიცებულება"
1. ევოლუციის რა მტკიცებულება ეფუძნება პალეონტოლოგიურ მონაცემებს?
- მორფოლოგიური.
- ემბრიოლოგიური.
- პალეონტოლოგიური.
- ბიოგეოგრაფიული.
2. ცხენების რომელმა ორგანოებმა განიცადეს ყველაზე დიდი ცვლილებები?
- კიდურები.
- Გული.
- Საჭმლის მომნელებელი სისტემა.
- სხეულის ზომები.
3. რა არის ჰომოლოგიური ორგანოები?
- პეპლის ფრთა და ფრინველის ფრთა.
- პოლიგამია ადამიანებში.
4. დაასახელეთ მსგავსი ორგანოები?
- ხერხემლიანთა წინა კიდურები.
- პეპლის ფრთა და ფრინველის ფრთა.
- კუნთები, რომლებიც მოძრაობენ აურიკულს ადამიანებში.
- პოლიგამია ადამიანებში.
5. რა არის ვესტიგიალური ორგანოები?
- ხერხემლიანთა წინა კიდურები.
- პეპლის ფრთა და ფრინველის ფრთა.
- კუნთები, რომლებიც მოძრაობენ აურიკულს ადამიანებში.
- პოლიგამია ადამიანებში
6. ევოლუციის რა მტკიცებულება ეფუძნება შედარებით ანატომიას?
- კუნძულის ფაუნა და ფლორა.
- ორგანული სამყაროს წარმოშობის ერთიანობა.
- მორფოლოგიური.
- ემბრიოლოგიური.
7. ვინ ჩამოაყალიბა ბიოგენეტიკური კანონი?
- ჩ.დარვინი.
- A.N. სევერცევი.
- მიულერი და ჰეკელი.
- კ.ლინნი.
8. რამდენი ზოოგეოგრაფიული რეგიონი გამოავლინა ა. უოლესმა?
9. რა განაპირობებს კუნძულების ფლორისა და ფაუნის მრავალფეროვნებას?
- წარმოშობის ისტორიიდან.
- მატერიკზე სახეობრივი შემადგენლობიდან.
- გარემო პირობებიდან.
- მატერიკიდან დაშორებით.
10. რას ეფუძნება ორგანული სამყაროს წარმოშობის ერთიანობის მტკიცებულებები?
- მსგავსება უჯრედების ქიმიურ შემადგენლობაში.
- მსგავსება მიტოზისა და მეიოზის პროცესებს შორის.
- ორგანიზმების უჯრედული სტრუქტურა.
- ცოცხალი ორგანიზმების მრავალფეროვნება.
IV. საშინაო დავალება: ისწავლეთ გაკვეთილის შეჯამება; მოემზადეთ ფრონტალური გამოკითხვისთვის ევოლუციის მტკიცებულებების შესახებ.
რატომ იზრდება და მრავლდება ორგანიზმები?
რა ნივთიერებები გვხვდება ცოცხალი ორგანიზმების უჯრედებში და არ არსებობს უსულო ბუნების სხეულებში?
რა არის ყველა ცოცხალი ორგანიზმის უჯრედების შემადგენლობისა და სტრუქტურის მსგავსების მტკიცებულება?
შემდეგი კითხვა არის რა ორგანიზმები ეხმარება ნარჩენი პროდუქტების საკვებად გადაქცევას? დაამატეთ სქემას ცოცხალი ორგანიზმების "პროფესიების" სახელები, რათა ნივთიერებების მიმოქცევა დაიხუროს. პროფესიების სახელები ასეთია: მწარმოებლები ახმარენ საკვებს ბინის ნარჩენებს, შემდეგი კითხვაა, რა როლს ასრულებს მზე დედამიწის ყველა მკვიდრისთვის? დაამატეთ ფრაზა, ფრაზა ასეთია: მზე არის ........... ყველა ცოცხალი ორგანიზმის არსებობა. შემდეგი შეკითხვა. შეამოწმეთ ფენომენი, რომელშიც ენერგიის შენახვა არ ხდება, თავად ფენომენები ასეთია: სტაფილოს ძირში საკვები ნივთიერებების დაგროვება. გარეულ ღორში კანქვეშა ცხიმის წარმოქმნა. თესლის გაფანტვა დენდელიონში. დაიმახსოვრეთ, თუ სწორად უპასუხებთ 30 ქულას, თქვენი და მხოლოდ თქვენი დავალებები მოცემულია 3 კლასზე დედამიწის საგნობრივ განყოფილებებზე, ასეთი არ არსებობს, ამიტომ მე ავირჩიე ბიოლოგია
1. ჩვენ გარშემორტყმული ვართ უსულო და ... ბუნებით - ცოცხალი ორგანიზმებით. 2. ცოცხალი ორგანიზმები უსულო ბუნებისაგან იმით განსხვავდებიან, რომ: ა) სუნთქავენ, ბ) ..., გ) ..., დ) ...3. ცოცხალი ორგანიზმები ცხოვრობენ: ა) ხმელეთზე, ბ) ..., გ) ....
4. რა უჯრედები ქმნიან ცოცხალ ორგანიზმებს.
5. მცენარეებში, ცხოველებში და ადამიანებში სხეულის უჯრედები გამოირჩევიან სპეციალური ჩანასახოვანი უჯრედებით - გამეტებით:
♀ - ...,♂ - ... .
1. ტერმინი ეკოლოგია შემოიღო 2. ბიოგეოგრაფიის ფუძემდებელმა 3. ბიოლოგიის დარგი, რომელიც სწავლობს ცოცხალი ორგანიზმების ურთიერთობას ერთმანეთთან და უსულო ბუნებასთან.4. inროგორც დამოუკიდებელი მეცნიერება ეკოლოგიამ დაიწყო განვითარება 5. მოძრაობის მიმართულება კარნახობს ბუნებრივ გადარჩევას 6. გარემო ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ სხეულზე 7. გარემო ფაქტორების ჯგუფი ცოცხალი ორგანიზმების ზემოქმედებით 8. გარემო ფაქტორების ჯგუფი. ცოცხალი ორგანიზმების გავლენა 9. უსულო ბუნების ზემოქმედებით გამოწვეული გარემო ფაქტორების ჯგუფი 10. უსულო ბუნების ფაქტორი, რომელიც ბიძგს აძლევს მცენარეთა და ცხოველთა ცხოვრებაში სეზონურ ცვლილებებს. 11. ცოცხალი ორგანიზმების უნარი შეცვალონ ბიოლოგიური რიტმები დღის საათების ხანგრძლივობიდან გამომდინარე 12. გადარჩენის ყველაზე მნიშვნელოვანი ფაქტორი 13. სინათლე, ჰაერის, წყლისა და ნიადაგის ქიმიური შემადგენლობა, ატმოსფერული წნევა და ტემპერატურა ფაქტორებს შორისაა 14. რკინიგზის მშენებლობა, მიწის ხვნა, მაღაროების შექმნა დაკავშირებულია 15. მტაცებლობა ან სიმბიოზი დაკავშირებულია ფაქტორებთან 16. ცხოვრობენ მრავალწლიანი მცენარეები 17. მოკლედღიანი მცენარეები 18. ტუნდრას მცენარეები ეკუთვნის 19. ნახევრად მცენარეები. უდაბნოები, სტეპები და უდაბნოები ეკუთვნის 20. მოსახლეობის დამახასიათებელი მაჩვენებელი. 21. ყველა ტიპის ცოცხალი ორგანიზმების ერთობლიობა, რომლებიც ბინადრობენ გარკვეულ ტერიტორიაზე და ურთიერთობენ ერთმანეთთან 22. ჩვენი პლანეტის ეკოსისტემა ყველაზე მდიდარი სახეობათა მრავალფეროვნებით 23. ცოცხალი ორგანიზმების ეკოლოგიური ჯგუფი, რომლებიც ქმნიან ორგანულ ნივთიერებებს 24. ცოცხალ ორგანიზმთა ეკოლოგიური ჯგუფი, რომლებიც მოიხმარენ მზა ორგანული ნივთიერებები, მაგრამ არ ატარებენ მინერალიზაციას 25. ცოცხალ ორგანიზმთა ეკოლოგიური ჯგუფი, რომელიც მოიხმარს მზა ორგანულ ნივთიერებებს და ხელს უწყობს მათ სრულ გარდაქმნას მინერალურ ნივთიერებებად 26 . სასარგებლო ენერგია მიდის მომდევნო ტროფიკულ (საკვები) დონეზე 27. 1-ლი რიგის მომხმარებლები 28. მე-2 ან მე-3 რიგის მომხმარებლები 29. ცოცხალი ორგანიზმების თემების მგრძნობელობის საზომი ცვლილებების მიმართ გარკვეულ პირობებში პირობები ენერგიის წყაროები და მაღალი პროდუქტიულობა დამახასიათებელია 32. ხელოვნური ბიოცენოზისთვის ერთეულ ფართობზე ყველაზე მაღალი მეტაბოლური სიჩქარით. ახალი მასალების მიმოქცევის ჩართვით და დიდი რაოდენობით გამოუყენებელი ნარჩენების გამოყოფით დამახასიათებელია 33. სახნავ-სათესი მიწა უკავია 34. ქალაქებს უჭირავს 35. ცოცხალი ორგანიზმებით დასახლებული პლანეტის გარსი 36. ავტორი. ბიოსფეროს შესწავლის 37. ბიოსფეროს ზედა საზღვარი 38. ბიოსფეროს საზღვარი ოკეანის სიღრმეში. 39 ბიოსფეროს ქვედა საზღვარი ლითოსფეროში. 40. 1971 წელს დაარსებული საერთაშორისო არასამთავრობო ორგანიზაცია, რომელიც ახორციელებს ყველაზე ეფექტურ ქმედებებს ბუნების დასაცავად.
ციტოლოგია არის მეცნიერება უჯრედის შესახებ (ბერძნ. „cytos“ – უჯრედი, „logos“ – მეცნიერება).
ციტოლოგია არის უჯრედების შესწავლა. უჯრედები ცოცხალი სისტემის ელემენტარული ერთეულია. და მათ ელემენტარულს უწოდებენ, რადგან ბუნებაში არ არსებობს უფრო პატარა სისტემები, რომლებსაც აქვთ ცოცხალის ყველა ნიშანი და თვისება.
ცნობილია, რომ ბუნებაში ორგანიზმები არის ერთუჯრედიანი (მაგალითად, ბაქტერიები, პროტოზოული წყალმცენარეები) ან მრავალუჯრედიანი.
უჯრედი ახორციელებს მეტაბოლიზმს და ენერგიის გაცვლას, იზრდება, მრავლდება, თავის თვისებებს გადასცემს მემკვიდრეობით, რეაგირებს გარე გარემოზე და მოძრაობს. უჯრედში ზემოაღნიშნულ ფუნქციებს ასრულებენ ორგანელები - ბირთვი, მიტოქონდრია და ა.შ.
ამ ყველაფერს ციტოლოგიის რთული მეცნიერება სწავლობს. ეს მეცნიერება დაახლოებით 100 წლისაა და მჭიდროდ არის დაკავშირებული სხვა მეცნიერებებთან.
თავად უჯრედი 300 წელზე მეტია. და პირველად რობერტ ჰუკმა ნახა ისინი მიკროსკოპით 1665 წელს და კორპის თხელ მონაკვეთზე ნანახ უჯრედებს უწოდა "უჯრედები". ამის შემდეგ ჰუკის მიერ გამოგონილმა მიკროსკოპმა ფართო გამოყენება დაიწყო სამეცნიერო კვლევებსა და აღმოჩენებში. აღმოაჩინეს ერთუჯრედიანი ორგანიზმები და უჯრედები აღმოაჩინეს მრავალი ცხოველისა და მცენარის ქსოვილებში.
XIX საუკუნის 30-იან წლებში. შოტლანდიელმა მეცნიერმა რობერტ ბრაუნმა, რომელიც აკვირდებოდა ფოთლის სტრუქტურას მიკროსკოპით, შესანიშნავი აღმოჩენა გააკეთა: მან აღმოაჩინა მრგვალი მკვრივი წარმონაქმნი, რომელსაც მან ბირთვი უწოდა.
1838 წელს გერმანელმა მეცნიერმა შლაიდენმა შეაჯამა თავისი დაკვირვებები და მივიდა დასკვნამდე, რომ ბირთვი შედის მცენარეთა ყველა უჯრედში.
კიდევ ერთი გერმანელი მეცნიერი შვანი, რომელიც აკვირდება ცხოველური წარმოშობის უჯრედებს და ადარებს მათ მცენარეულ უჯრედებს, მივიდა დასკვნამდე, რომ ყველა ყველაზე მრავალფეროვან უჯრედს აქვს ბირთვი და ეს არის მათი მსგავსება.
ყველა განსხვავებული ფაქტის, ექსპერიმენტის, დაკვირვების შეჯამებით, შვანმა და შლაიდენმა ჩამოაყალიბეს უჯრედის თეორიის ერთ-ერთი მთავარი დებულება:
ყველა მცენარეული და ცხოველური ორგანიზმი შედგება სტრუქტურით მსგავსი უჯრედებისგან.
20 წლის შემდეგ, 1858 წელს, ციტოლოგიაში მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანა გერმანელმა მეცნიერმა რუდოლფ ვირკოვმა, რომელიც ამტკიცებდა, რომ უჯრედები წარმოიქმნება მხოლოდ გაყოფით. მან ჩამოაყალიბა ყველაზე მნიშვნელოვანი პრინციპი: „თითოეული უჯრედი უჯრედიდან“.
ზოოლოგმა შნაიდერმა პირველად 1873 წელს აღწერა ცხოველური უჯრედების არაპირდაპირი დაყოფა - „მიტოზი“.
1882 წელს ფლემინგმა დეტალურად შეისწავლა უჯრედების გაყოფის პროცესი და გარკვეული თანმიმდევრობით მოაწყო მისი ფაზები.
რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის აკადემიკოსმა კარლ ბაერმა აღმოაჩინა ძუძუმწოვრების კვერცხუჯრედი და აღმოაჩინა, რომ ყველა მრავალუჯრედული ორგანიზმი იწყებს განვითარებას ერთი უჯრედიდან და ეს უჯრედი არის ზიგოტი. ამ აღმოჩენამ აჩვენა, რომ უჯრედი არის არა მხოლოდ სტრუქტურის ერთეული, არამედ ყველა ცოცხალი ორგანიზმის განვითარების ერთეული.
ფ. ენგელსმა მაღალი შეფასება მისცა უჯრედის თეორიას, უწოდა მას მე-19 საუკუნის ერთ-ერთ დიდ აღმოჩენად და შეადარა მის გარეგნობას ენერგიის შენარჩუნების კანონის აღმოჩენასთან და ჩარლზ დარვინის სწავლებასთან ორგანული სამყაროს ევოლუციის შესახებ.
უჯრედის თეორია საფუძვლად უდევს იდეებს ყველა ცოცხალი არსების ერთიანობის, მისი წარმოშობის საერთოობისა და ევოლუციური განვითარების შესახებ.
სინათლის მიკროსკოპი მუდმივად და საგრძნობლად იხვეწებოდა, ასევე უჯრედების შეღებვის მეთოდებიც და ამის წყალობით მეცნიერულმა აღმოჩენებმა სწრაფად მიაღწიეს ერთმანეთს. იზოლირებული და შესწავლილი იქნა უჯრედის ბირთვი, ციტოპლაზმა და სხვა ორგანელები.
ამჟამად უჯრედების შესწავლისას იყენებენ უახლეს ფიზიკურ და ქიმიურ მეთოდებს, ასევე თანამედროვე ელექტრონულ მიკროსკოპებს, რაც ზრდის 1 000 000. გამოიყენება სპეციალური საღებავები, უჯრედის ქიმიური შემადგენლობის შესასწავლად ცენტრიფუგაციის მეთოდი. იგი ემყარება სხვადასხვა უჯრედული ორგანელების არათანაბარ სიმკვრივეს. ულტრაცენტრიფუგაში სწრაფი ბრუნვის დროს, წინასწარ დამსხვრეული უჯრედების სხვადასხვა ორგანელები განლაგებულია ფენებად. მკვრივი ფენები უფრო სწრაფად წყდება და მთავრდება ბოლოში, ნაკლებად მკვრივი ფენები ზევით. ფენები გამოყოფილია და ცალკე შესწავლილია.
უჯრედის ქიმიური ორგანიზაციის ასეთმა თანამედროვე და დეტალურმა შესწავლამ მიგვიყვანა დასკვნამდე, რომ ეს არის ქიმიური პროცესები, რომლებიც საფუძვლად უდევს მის სიცოცხლეს, რომ ყველა ორგანიზმის უჯრედები მსგავსია ქიმიური შემადგენლობით, მათ აქვთ იგივე ძირითადი მეტაბოლური პროცესები.
უჯრედების ქიმიური შემადგენლობის მსგავსების შესახებ მონაცემებმა კიდევ ერთხელ დაადასტურა მთელი ორგანული სამყაროს ერთიანობა.
ფიზიკური და ქიმიური კვლევის ყველაზე თანამედროვე მეთოდების წყალობით, ბიოლოგიის განვითარების ამჟამინდელ ეტაპზე უჯრედული თეორიის ძირითადი დებულებები შემდეგნაირად არის ჩამოყალიბებული:
1. უჯრედი არის სიცოცხლის ძირითადი სტრუქტურული და ფუნქციური ერთეული. ყველა ორგანიზმი შედგება უჯრედებისგან, მთელი ორგანიზმის სიცოცხლე განპირობებულია მისი შემადგენელი უჯრედების ურთიერთქმედებით.
2. ყველა ორგანიზმის უჯრედები მსგავსია ქიმიური შემადგენლობით, აგებულებით და ფუნქციებით.
3. ყველა ახალი უჯრედი წარმოიქმნება თავდაპირველი უჯრედების გაყოფის დროს.
ფიჭური თეორიის დებულებებიდან გამომდინარე, ცხადია, რომ უჯრედებს ახასიათებთ ენერგიის ზრდის, გამრავლების, სუნთქვის, განთავისუფლების, გამოყენების და გარდაქმნის უნარი, ისინი რეაგირებენ გაღიზიანებაზე, ე.ი. უჯრედებს აქვთ სიცოცხლის შესანარჩუნებლად აუცილებელი თვისებები და მხოლოდ სტრუქტურების მთლიანობა, რომლებიც ქმნიან უჯრედს.
ბიოლოგიის მიღწევების გამოყენებით ჩამოყალიბდა მედიცინის მიმდებარე მეცნიერება - მიკრობიოლოგია XIX საუკუნის მეორე ნახევარში. მისი დამფუძნებელი ლ.პასტერი.
XIX საუკუნის 50-იანი წლების დასაწყისი. სასარგებლო მიკროორგანიზმების შესწავლით აღმოაჩინეს „პასტერილიზაციის“ მეთოდი. შემდეგ კი 70-80-იან წლებში პასტერმა, ადამიანებში და ცხოველებში გადამდები დაავადებების პათოგენების შესწავლისას, შეიმუშავა მათთან გამკლავების მეთოდი პრევენციული ვაქცინაციის გზით:
1879 წ - ქათმის ქოლერის საწინააღმდეგო ვაქცინაციის რეცეპტი;
1881 წ - ჯილეხის წინააღმდეგ;
1885 წ - ცოფის წინააღმდეგ;
პასტერის მიერ პათოგენური მიკრობების კვლევებმა საფუძველი ჩაუყარა იმუნიტეტის დოქტრინას.
1876 წ - რუსეთში ო.მოტუჩკოვსკიმ აღმოაჩინა ტიფის გამომწვევი აგენტი პაციენტის სისხლში;
და ექიმმა ნიკოლმა დაამტკიცა, რომ ტანის ტიფი არის ტიფის მატარებელი.
1882 წ - გერმანელი მეცნიერები რ.კოხი - ტურბუკულოზის გამომწვევი;
1883 წ - ქოლერის გამომწვევი აგენტი;
1884 წ - გაფკემ აღმოაჩინა ტიფური ცხელების ჩხირები,
ლეფერი - დიფტერია, ჯირკვლები, ფეხის და პირის ღრუს დაავადება და ღორის ჭირი.
ტოქსინების - მიკრობების მიერ გამოყოფილი შხამების კვლევამ გამოიწვია აღმოჩენა
ანტიტოქსიკური შრატები: ანტიდიფტერია, ტეტანუსი და ა.შ.
უჯრედების შესწავლას დიდი მნიშვნელობა აქვს დაავადებების აღმოსაფხვრელად.
ყველა ზემოაღნიშნული ფაქტი მოწმობს უჯრედის ქიმიური შემადგენლობისა და სტრუქტურის საერთო მნიშვნელობაზე - ცოცხალი ორგანიზმების მთავარი სტრუქტურული და ფუნქციური ერთეული - ბიოლოგიისთვის, მედიცინისა და ვეტერინარიისთვის, ასევე მოწმობს სიცოცხლის წარმოშობის ერთიანობაზე. დედამიწაზე.
