Τα κύρια στάδια της ιστορικής ανάπτυξης και η πολυπλοκότητα του φυτικού κόσμου στη γη. Ψιλόφυτες - το πρωτότοκο της χερσαίας βλάστησης

Evolution Microevolution Macroevolution Macroevolution - εξελικτικοί μετασχηματισμοί που οδηγούν στο σχηματισμό taxa περισσότερα υψηλός βαθμός παρά το είδος (γένη, οικογένειες, τάξεις, τάξεις κ.λπ.) Πρόβλημα: Γιατί κατέστη δυνατή η ύπαρξη της εξελικτικής θεωρίας; Υπόθεση Επειδή έχουν εμφανιστεί στοιχεία για την εξέλιξη Σχέδιο εργασίας: 1. 2. 3. 4. Εξοικειωθείτε με τις ανακαλύψεις που εμφανίστηκαν στις αρχές του 20ου αιώνα στις φυσικές επιστήμες: Παλαιοντολογία Εμβρυολογία Συγκριτική ανατομία Βιογεωγραφία Παλαιοντολογία Ο Cuvier έπαιξε σημαντικό ρόλο στην δημιουργία παλαιοντολογίας και συγκριτικής ανατομίας. Περιέγραψε μεγάλο αριθμό απολιθωμένων μορφών και πρότεινε να προσδιοριστεί από αυτές η ηλικία των γεωλογικών στρωμάτων στα οποία βρέθηκαν. Ανακατασκευάστηκε ολόκληρους οργανισμούς από μερικά μέρη που βρέθηκαν κατά τη διάρκεια των ανασκαφών. Η παλαιοντολογία είναι η επιστήμη των απολιθωμάτων των ζώων και των φυτών. Ανάμεσα στα αντικείμενα ενδιαφέροντος της παλαιοντολογίας είναι ολόκληροι οργανισμοί (παγωμένοι σε πάγο, «μουμιοποιημένοι» σε ρητίνη ή άσφαλτο), σκελετικές δομές θαμμένες σε άμμο και πηλό (κόκαλα, κοχύλια και δόντια), απολιθώματα (οι ιστοί του σώματος αντικαθίστανται από πυρίτιο, ανθρακικό ασβέστιο ή άλλες ουσίες), αποτυπώματα και ίχνη, κοπρολίτες (ζωικά περιττώματα). Οστά ενός απολιθωμένου μεσόσαυρου Αράχνη σε κεχριμπάρι Απολιθωμένος συμπλέκτης αυγών δεινοσαύρων Οι σειρές φυλογενετικών που αντικαθιστούν διαδοχικά η μία την άλλη ονομάζονται φυλογενετικές και υποδηλώνουν την ύπαρξη μιας εξελικτικής διαδικασίας. Kovalevsky V.O. ανακάλυψε διαδοχικές σειρές απολιθωμένων μορφών ιπποειδών Μεταβατικές μορφές Μεταβατικές μορφές Συνδυασμός χαρακτήρων διαφορετικών ομάδων Euglena verida Μονοκύτταρα φυτά και μονοκύτταρα ζώα Volvox Μονοκύτταρα και πολυκύτταρα Lancelet Annelids και χορδές χερσαία σπονδυλωτά Ψάρια με λοβό πτερύγιο Amgophiptiptians πουλιά Ζώο -οδοντωτές σαύρες Ερπετά και θηλαστικά Ψιλόφυτα Φύκια και χερσαία αγγειακά φυτά Σπόροι φτέρες Σπόρια φτέρες και γυμνόσπερμα «Ζωντανά απολιθώματα» Καρχαρίες Ψάρια με λοβό πτερύγιο Κοελακάνθος Μεταξύ των υφιστάμενων ειδών, λείψανα είδη έχουν διατηρηθεί σε πολύ μικρούς αριθμούς, που εμφανίζονται. Γη πριν από πολλά εκατομμύρια χρόνια και της οποίας οι απόγονοι επέζησαν μέχρι σήμερα σε σχεδόν αμετάβλητη μορφή. Hatteria "Living Fossils" Gingko Cycadaceae. Από αριστερά προς τα δεξιά: κατσαρό κύκαδο, αναστρέψιμο κύκαδο, ζάμια της Φλόριντα, macrosamia vulgaris Απολιθώματα και σύγχρονες μεταβατικές μορφές (φυτά) Euglena green Εξαφανισμένα γυμνόσπερμα. Από αριστερά προς τα δεξιά: archaeopteris print, medullosa, polypodium (φτέρη σπόρων), Williamsonia (bennettite) Rhinia Απολιθώματα και σύγχρονες μεταβατικές μορφές (ζώα) Σαύρα του Αγίου Ιωάννη Archeopteryx Lancelet Volvox Embryology In a narrow έννοια - επιστήμησχετικά με την εμβρυϊκή ανάπτυξη, σε ευρεία - επιστήμηγια την ατομική ανάπτυξη των οργανισμών (οντογένεση). Νόμος της βλαστικής ομοιότητας πρώιμα στάδιαΤα έμβρυα όλων των σπονδυλωτών είναι παρόμοια μεταξύ τους και οι πιο ανεπτυγμένες μορφές περνούν από τα στάδια ανάπτυξης πιο πρωτόγονων μορφών. Κ. Μπάερ. Βιογενετικός νόμος Η ατομική ανάπτυξη ενός οργανισμού είναι μια σύντομη επανάληψη των εμβρυϊκών σταδίων των προγόνων ή η οντογένεση είναι μια σύντομη επανάληψη της φυλογένεσης. E. Haeckel - F. Müller Η προσθήκη στον βιογενετικό νόμο A. N. Severtsov απέδειξε ότι στη διαδικασία της οντογένεσης υπάρχει απώλεια επιμέρους σταδίων της ιστορικής ανάπτυξης, επανάληψη των εμβρυϊκών σταδίων των προγόνων και όχι των ενήλικων μορφών και η εμφάνιση μεταλλάξεων που δεν είχαν οι πρόγονοι. Η οντογένεση όχι μόνο επαναλαμβάνει τη φυλογένεση, αλλά είναι μια πηγή νέων κατευθύνσεων της φυλογένεσης. Η συγκριτική ανατομία είναι μια κατεύθυνση επιστημονικής έρευνας, χάρη στην οποία καθορίζει τον βαθμό κοινότητας και διαφορών στη δομή των οργανισμών. Τα θεμέλια της συγκριτικής ανατομίας των ζώων έθεσε ο Αριστοτέλης (4ος αιώνας π.Χ.). Στις αρχές του 19ου αι. Ο J. Cuvier ανέπτυξε την αρχή της συσχέτισης οργάνων. Ο E. Geoffroy Saint-Hilaire ανέπτυξε την ιδέα ενός ενιαίου δομικού σχεδίου όλων των ζώων, που αλλάζει υπό την επίδραση παραγόντων εξωτερικό περιβάλλον, και έθεσε τα θεμέλια για το δόγμα της ομολογίας μερών και οργάνων. - Aristotle J. Cuvier E. J. Saint-Hilaire Παρόμοια όργανα προκύπτουν σε συστηματικά απομακρυσμένους οργανισμούς ως αποτέλεσμα σύγκλισης - σύγκλισης χαρακτήρων λόγω της προσαρμοστικότητας αυτών των οργανισμών σε έναν παρόμοιο τρόπο ζωής (φτερό πεταλούδας και φτερό πουλιού). Ανάλογα όργανα είναι όργανα που εκτελούν τις ίδιες λειτουργίες, αλλά έχουν διαφορετική προέλευση και δομή. Βράγχια ψαριών (1) και καραβίδες (2). τρυπημένα άκρα τυφλοπόντικας (3) και γρύλος τυφλοπόντικας (4) Ομόλογα όργανα Ως αποτέλεσμα της απόκλισης - απόκλισης χαρακτήρων σε συγγενείς οργανισμούς στη διαδικασία της εξέλιξής τους (που οδηγεί στην εμφάνιση νέων συστηματικών κατηγοριών), εμφανίζονται ομόλογα όργανα-όργανα , παρόμοια μεταξύ τους στην προέλευση και τη δομή, αλλά εκτελούν διαφορετικές λειτουργίες Ένα παράδειγμα ομόλογων οργάνων στα ζώα είναι τα πρόσθια άκρα, που αποτελούνται από τα ίδια οστά, έχουν την ίδια προέλευση, αλλά εκτελούν διαφορετικές λειτουργίες. Αταβισμοί Οι αταβισμοί είναι περιπτώσεις επιστροφής προγονικών χαρακτηριστικών σε άτομα. Βρίσκονται σε ζώα, για παράδειγμα: το τρίτο ζεύγος θηλών στο μαστό μιας αγελάδας, τα πουλάρια μπορούν να γεννηθούν με χρώμα ζέβρας, υπάρχουν περιπτώσεις που εμφανίζεται μια μαύρη λωρίδα στην πλάτη των αλόγων της κόλπου - αυτή είναι μια επιστροφή στο χρώμα των άγριων προγόνων τους. Τα αταβιστικά σημάδια εντοπίζονται μερικές φορές στους ανθρώπους: 1 - άφθονες τρίχες στο σώμα, 2 - πολλαπλές θηλές Βασικές αρχές Όργανα που, στη διαδικασία της εξέλιξης, έχουν χάσει την αρχική τους σημασία για τη διατήρηση του είδους και βρίσκονται στο στάδιο της εξαφάνισης. Για παράδειγμα, η σαύρα με άτρακτο χωρίς πόδια έχει μια υπολειπόμενη ζώνη ώμου. Το δεύτερο και το τέταρτο δάχτυλο ενός αλόγου, τα υπολείμματα των οστών της λεκάνης μιας φάλαινας και τα πίσω άκρα ενός πύθωνα είναι επίσης υπολείμματα. Βασικά στοιχεία: Τρίτο βλέφαρο του ανθρώπου (1) και των πτηνών (2), τυφλό με σκωληκοειδές σκωληκοειδή απόφυση στον άνθρωπο (3) και οπληφόρα (4). Μεταβατικές μορφές Η συγκριτική ανατομική μελέτη των οργανισμών καθιστά δυνατή την καθιέρωση μεταβατικών μορφών. Μεταβατικές μορφές είναι εκείνες που συνδυάζουν στη δομή τους τα χαρακτηριστικά των οργανισμών κατώτερων και ανώτερων τάξεων. Για παράδειγμα, η δομή των κατώτερων θηλαστικών έχει χαρακτηριστικά που τα φέρνουν πιο κοντά στα ερπετά. Ο πλατύποδας και η έχιδνα έχουν κλοάκα και, κατά την αναπαραγωγή, γεννούν αυγά όπως τα ερπετά. Μονότρεμα. Από αριστερά προς τα δεξιά: πλατύπους, αυστραλιανή έχιδνα, προέκιδνα Βιογεωγραφικά στοιχεία Ακόμη και στην εποχή των Μεγάλων Γεωγραφικών Ανακαλύψεων, οι ταξιδιώτες και οι φυσιοδίφες έμειναν έκπληκτοι από την ποικιλομορφία των ζώων σε μακρινές χώρες και τις ιδιαιτερότητες της κατανομής τους. Ωστόσο, μόνο ο Alfred Wallace κατάφερε να φέρει όλες τις πληροφορίες σε ένα σύστημα και να προσδιορίσει 6 βιογεωγραφικές περιοχές. Alfred Wallace Ernst Haeckel Haeckel Ernst Heinrich (16/02/1834, Πότσνταμ - 08/09/1919, Ιένα), Γερμανός φυσιοδίφης και φιλόσοφος. Σπούδασε ιατρική και φυσικές επιστήμες στα Πανεπιστήμια του Βερολίνου, του Βίρτσμπουργκ και της Βιέννης. Το 1857 έλαβε δίπλωμα ιατρικής. Από το 1861 ήταν ιδιωτικός βοηθός καθηγητής και από το 1865–1909 ήταν καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Ιένας. Οι δαρβινικές ιδέες είχαν την ισχυρότερη επιρροή στον Χέκελ. Το 1863, έδωσε μια δημόσια ομιλία για τον Δαρβινισμό σε μια συνάντηση της Γερμανικής Επιστημονικής Εταιρείας και το 1866 εκδόθηκε το βιβλίο του «Γενική Μορφολογία των Οργανισμών». Δύο χρόνια αργότερα εμφανίστηκε η «Φυσική Ιστορία του Κόσμου», όπου η εξελικτική προσέγγιση που ανέπτυξε παρουσιάστηκε με πιο δημοφιλή μορφή και το 1874 ο Χέκελ δημοσίευσε το έργο «Ανθρωπογένεια ή Ιστορία της Ανθρώπινης Ανάπτυξης» στο οποίο τα προβλήματα του συζητήθηκε η ανθρώπινη εξέλιξη. Βρήκε την ιδέα της ύπαρξης στο ιστορικό παρελθόν μιας μορφής ενδιάμεσης μεταξύ πιθήκου και ανθρώπου, η οποία επιβεβαιώθηκε αργότερα από την ανακάλυψη των υπολειμμάτων του Πιθηκάνθρωπου στο νησί της Ιάβας. Ο Haeckel ανέπτυξε μια θεωρία για την προέλευση των πολυκύτταρων οργανισμών (the gastrula theory, 1866), διατύπωσε έναν βιογενετικό νόμο, σύμφωνα με τον οποίο η ατομική ανάπτυξη ενός οργανισμού αναπαράγει τα κύρια στάδια της εξέλιξής του και έχτισε το πρώτο γενεαλογικό δέντρο του ζωικού βασιλείου. . Συνεχίζοντας τη ζωολογική του έρευνα στο εργαστήριο και κατά τη διάρκεια αποστολών στο νησί της Μαδέρα, την Κεϋλάνη, την Αίγυπτο και την Αλγερία, ο Haeckel δημοσίευσε μονογραφίες για ραδιολάρυνες, μέδουσες βαθέων υδάτων, σιφωνοφόρους, ψαράδες βαθέων υδάτων, καθώς και το τελευταίο του έργο, το εντυπωσιακή «Συστηματική Φυλογένεση» του Superorder Lobe-finned - lobe-finned fish που εξελίχθηκε στο Devonian από αρχαία lungfish. Σέρνονται κατά μήκος του πυθμένα, στηριζόμενοι σε μυώδη ζευγαρωμένα πτερύγια, ενισχυμένα από σκελετικά θραύσματα που διακλαδίζονται από ρακεμόζη, όπως τα άκρα των χερσαίων σπονδυλωτών. Υπάρχουν δύο ραχιαία πτερύγια. Το κρανίο χωρίζεται σε δύο μέρη, κινητά μεταξύ τους. Το νοτόχορδο διαρκεί όλη τη ζωή. Όλα τα ψάρια με πτερύγια λοβού είναι αρπακτικά. Τα Rhipidistiformes, τα οποία εξαφανίστηκαν στις αρχές της Πέρμιας, είχαν εσωτερικά ρουθούνια, τα οποία τους επέτρεπαν να φτάσουν στη στεριά και να γίνουν οι πρόγονοι των αμφιβίων. Μέχρι πρόσφατα, οι αρχαίοι κολάκανθοι θεωρούνταν επίσης εξαφανισμένοι, οπότε η ανακάλυψη το 1938 ενός ζωντανού κολάκανθου - ένα κολάκανθο - στα νησιά Κομόρες έγινε μια πραγματική αίσθηση, η οποία μπορεί να συγκριθεί μόνο με τη σύλληψη ενός ζωντανού δεινοσαύρου. Κοελακάνθοι - μεγάλα ψάριαέχει μήκος μεγαλύτερο από 1,5 m και βάρος έως 100 κιλά. Αυτά τα ζώα δεν πήγαν ποτέ στη στεριά και επομένως έχασαν ξανά τα εσωτερικά τους ρουθούνια και... πνεύμονες. Το Coelacanth είναι ο μόνος σύγχρονος εκπρόσωπος των ψαριών με λοβό πτερύγιο Kovalevsky Vladimir Onufrievich. (1842-1883) Εξερευνώντας την ιστορία της ανάπτυξης των αλόγων, V.O. έδειξε ο Κοβαλέφσκι. Ότι τα σύγχρονα ζώα του ίδιου φύλου προέρχονται από μικρούς παμφάγους προγόνους με πέντε δάκτυλα που ζούσαν πριν από 60-70 εκατομμύρια χρόνια στα δάση. Η κλιματική αλλαγή στη Γη, που είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση των δασικών εκτάσεων και την αύξηση του μεγέθους των στεπών, οδήγησε στο γεγονός ότι οι πρόγονοι των σύγχρονων αλόγων άρχισαν να αναπτύσσονται νέο περιβάλλονβιότοπος - στέπα. Η ανάγκη για προστασία από τα αρπακτικά και η μετακίνηση σε μεγάλες αποστάσεις για αναζήτηση καλών βοσκοτόπων οδήγησε στη μεταμόρφωση των άκρων - μείωση του αριθμού των φαλάγγων σε ένα. Παράλληλα με την αλλαγή στα άκρα, ολόκληρος ο οργανισμός μεταμορφώθηκε: αύξηση του μεγέθους του σώματος, αλλαγή στο σχήμα του κρανίου και επιπλοκές στη δομή των δοντιών, εμφάνιση ενός πεπτικού συστήματος χαρακτηριστικού των φυτοφάγων θηλαστικών και πολύ περισσότερο. ΣΕ. Ο Kovalevsky ανακάλυψε διαδοχικές σειρές απολιθωμάτων ιπποειδών, η εξέλιξη των οποίων έλαβε χώρα στις υποδεικνυόμενες κατευθύνσεις. Τέτοιες σειρές ειδών, που αντικαθιστούν διαδοχικά το ένα το άλλο, ονομάζονται φυλογενετικές. Aleksey Nikolaevich Severtsov (1866 -1936) Aleksey Nikolaevich Severtsov (09/11/23/1866, Μόσχα - 19/12/1936, ό.π.), Σοβιετικός βιολόγος, ακαδημαϊκός της Ακαδημίας Επιστημών της ΕΣΣΔ (1920) και της Ουκρανικής Ακαδημίας Επιστήμες (1925). Γιος του N. A. Severtsov. Αποφοίτησε από το Πανεπιστήμιο της Μόσχας (1890). Μαθητής του M. A. Menzbir. Από το 1899 ήταν καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Yuryev (τώρα Tartu), από το 1902 στο Πανεπιστήμιο του Κιέβου και από το 1911-30 στο Πανεπιστήμιο της Μόσχας. Το 1930, με πρωτοβουλία και με τη συμμετοχή του Severtsov, οργανώθηκε ένα εργαστήριο εξελικτικής μορφολογίας στο σύστημα της Ακαδημίας Επιστημών της ΕΣΣΔ, το οποίο μετατράπηκε το 1935 σε Ινστιτούτο Εξελικτικής Μορφολογίας και Παλαιοζωολογίας (τώρα Ινστιτούτο A. N. Severtsov of Εξελικτική Μορφολογία και Οικολογία Ζώων της Ακαδημίας Επιστημών της ΕΣΣΔ). Παγκόσμια αναγνώριση έλαβαν σημαντικές εργασίες για τον μεταμερισμό της κεφαλής (1891–1901) και την προέλευση των ζευγαρωμένων άκρων σπονδυλωτών (1900, 1908, 1926), καθώς και μελέτες για την εξέλιξη των κατώτερων σπονδυλωτών (1916–1927). Σε φυλογενετικές εργασίες προσπάθησε να συγκρίνει δεδομένα από συγκριτικές ανατομικές και εμβρυολογικές μελέτες με παλαιοντολογικά δεδομένα. τόνισε την ανάγκη μελέτης, κατά την αποσαφήνιση της φυλογένεσης, της δομής, της ανάπτυξης και λειτουργική αξίαόλα τα συστήματα οργάνων. Υπέβαλε μια θεωρία για την προέλευση του άκρου με πέντε δάχτυλα από το άκρο 7-10 ακτίνων των προγόνων, το οποίο, με τη σειρά του, προήλθε από το πτερύγιο πολλαπλών ακτίνων των αρχαίων μορφών που μοιάζουν με ψάρια. Ο Severtsov είναι ο ιδρυτής της εξελικτικής μορφολογίας των ζώων. Διευκρίνισε τα μονοπάτια και τις κατευθύνσεις της βιολογικής και μορφοφυσιολογικής προόδου και παλινδρόμησης, δημιούργησε ένα δόγμα για τους τύπους (τρόπους) φυλογενετικών αλλαγών σε όργανα και λειτουργίες και φυλογενετικούς συσχετισμούς (συντονισμός). Ο Σεβέρτσοφ καθόρισε τις κύριες κατευθύνσεις με τις οποίες έπρεπε να επιτευχθούν βιολογική πρόοδος . Αυτά είναι η αρωματοποίηση (αυξημένη ένταση της ζωτικής δραστηριότητας του σώματος), η ιδιοπροσαρμογή (ιδιαίτερη προσαρμογή στις συνθήκες ζωής). Η κεντρική θέση στη θεωρητική κληρονομιά του Severtsov καταλαμβάνεται από το πρόβλημα της σχέσης μεταξύ ατομικής και ιστορικής εξέλιξης. Ανέπτυξε τη θεωρία της φυλοβρυογένεσης, σύμφωνα με την οποία η εξέλιξη συμβαίνει αλλάζοντας την πορεία της οντογένεσης. Οι νόμοι της εξέλιξης που διευκρινίστηκαν από τον Severtsov συνοψίστηκαν από τον ίδιο στη μονογραφία "Morphological Laws of Evolution" (γερμανική έκδοση 1931, ρωσική έκδοση, επέκταση και συμπλήρωση, 1939). Το 1969 καθιερώθηκε το βραβείο Severtsov. 4.2.1. Πρωτοπόροι γης Η προηγούμενη ενότητα απαρίθμησε τις κύριες προσαρμογές που είναι απαραίτητες για να αναδυθούν τα φυτά από το νερό στη γη. Οι επιστήμονες έχουν κάθε λόγο να πιστεύουν ότι οι πρώτοι (πίσω στο Silurian) που έκαναν μια τέτοια έξοδο ήταν τα ψιλόφυτα - ένα αρχαίο και πρωτόγονο φυτικό τμήμα που πρακτικά εξαφανίστηκε από το πρόσωπο της Γης ήδη στην Πέρμια. Οι πρόγονοι των ψιλόφυτων ήταν πράσινα φύκια που κατοικούσαν στην παράκτια ζώνη. Εικόνα 4.2.1.1. Η Rhinia έμοιαζε κάπως έτσι Σε αντίθεση με τα βρύα, τα ψιλόφυτα είναι αγγειακά φυτά (Tracheophyta). Αυτό σημαίνει ότι είχαν αγώγιμο ιστό: ξυλόμιο και φλόωμα. Ο αγώγιμος ιστός είναι χαρακτηριστικό ενός σπορόφυτου. Αυτός είναι ο λόγος που σε όλα τα αγγειακά φυτά η γενιά των σπορόφυτων κυριαρχεί στη γενιά των γαμετόφυτων. Ο αγώγιμος ιστός σχηματίζει ένα σύστημα μεταφοράς μέσα στο φυτό, μέσω του οποίου το νερό, οι οργανικές και μεταλλικές ουσίες μεταφέρονται σε όλο το σώμα. Επιπλέον, ισχυρά λιγνιτικά κύτταρα δίνουν στο φυτό την απαραίτητη υποστήριξη. Αυτοί οι δύο παράγοντες επιτρέπουν στα αγγειακά φυτά να φτάσουν μεγάλα μεγέθη. Όπως τα βρύα, τα ψιλόφυτα δεν είχαν αληθινές ρίζες, αλλά ήταν προσκολλημένα στο έδαφος από ριζοειδή. Τα διχαλωτά στελέχη έφτασαν σε ύψος 25 cm και καλύφθηκαν με φολιδωτά «φύλλα». Η επιδερμίδα προστάτευε το φυτό από το στέγνωμα. Τα ψιλόφυτα φύτρωναν σε υγρά μέρη και ρηχά νερά. Το τμήμα περιλαμβάνει μια τάξη με δύο τάξεις - ρινιόφυτα (Rhyniales) και ψιλόφυτα (Psilophytales). Κοντά στα αρχαία ψιλόφυτα βρίσκονται τα σύγχρονα φυτά ψιλοτάλες (Psilotales), τα οποία περιλαμβάνουν 2 γένη και αρκετά είδη. Έτσι έμοιαζε η rhinia Εικόνα 4.2.1.2. Ψηλωτές. Από αριστερά προς τα δεξιά: psilotum, tmesipteris Psilophytes δημιούργησαν πτεριδόφυτα, από τα οποία στη συνέχεια εξελίχθηκαν τα φυτά σπόρων. Με βάση τα σύγχρονα δεδομένα, η τεχνητή ομάδα των φτέρων (Πτεριδόφυτα) χωρίζεται σε τρεις κατηγορίες: φτέρες, αλογοουρές και λυκόφυτα. Ψηλωτές. Από αριστερά προς τα δεξιά: ψιλότουμ, τμεσιπτέρης Εξαφανισμένα γυμνόσπερμα. Από αριστερά προς τα δεξιά: αποτύπωμα Archaeopteris (προγυμνόσπερμο), medullosa, polypodium (φτέρη σπόρου), Williamsonia (bennettite) Πιο πολύπλοκες σε δομή ήταν οι φτέρες των σπόρων (Pteridospermophyta ή Lyginodendrophyta), που τώρα ταξινομούνται ως ανεξάρτητο τμήμα. Αυτά ήταν φυτά που έμοιαζαν με δέντρα εμφάνισηκαι η δομή των φύλλων έμοιαζε με πραγματικές φτέρες, αλλά αναπαράχθηκε με τη βοήθεια σπόρων. Η ανάπτυξη του εμβρύου πιθανότατα συνέβη αφού ο σπόρος έπεσε στο έδαφος. Οι μεγάλοι μίσχοι των φτερών των σπόρων περιείχαν δευτερεύον ξυλόμυλο. Τα πτεροειδή φύλλα διέφεραν από τις αληθινές φτέρες μόνο στη δομή της επιδερμίδας, των στομάτων και των μίσχων. Μερικές φορές οι φτέρες των σπόρων ταξινομούνται ως κυκλάδες. Ένα άλλο εξαφανισμένο τμήμα των γυμνόσπερμων που είναι γνωστό από το ανθρακοφόρο είναι το Bennettophyta (Bennettitophyta ή Cycadeoideophyta). Μερικοί ερευνητές ταξινομούν αυτά τα φυτά ως κυκλάδες, από τα οποία διαφέρουν στα αναπαραγωγικά τους όργανα. Όλοι οι μπενετίτες έχουν αμφιφυλόφιλα στροβίλους, που θυμίζουν το άνθος των πιο πρωτόγονων αγγειόσπερμων. Οι μπενετίτες εξαφανίστηκαν στο τέλος της Κρητιδικής μαζί με τους δεινόσαυρους. Karl Baer (1792–1876) Baer Karl Maksimovich (17/28.2.1792– 16/28.11.1876), Ρώσος φυσιοδίφης, ιδρυτής της εμβρυολογίας. Αποφοίτησε από το Πανεπιστήμιο Dorpat (Tartu) (1814). Από το 1817 εργάστηκε στο Πανεπιστήμιο του Königsberg. Από το 1826 αντεπιστέλλον μέλος, από το 1828 απλός ακαδημαϊκός, από το 1862 επίτιμο μέλος της Ακαδημίας Επιστημών της Πετρούπολης. Επέστρεψε στη Ρωσία το 1834. Εργάστηκε στην Ακαδημία Επιστημών της Αγίας Πετρούπολης και στην Ιατροχειρουργική Ακαδημία (1841–52). Ο Baer μελέτησε λεπτομερώς την εμβρυογένεση του κοτόπουλου (1829, 1837) και μελέτησε την εμβρυϊκή ανάπτυξη ψαριών, αμφιβίων, ερπετών και θηλαστικών. Ανακάλυψε ένα σημαντικό στάδιο της εμβρυϊκής ανάπτυξης - τη βλαστούλα. Παρακολούθησε την τύχη των βλαστικών στοιβάδων και την ανάπτυξη των εμβρυϊκών μεμβρανών. Διαπίστωσε ότι: 1) τα έμβρυα των ανώτερων ζώων δεν μοιάζουν με τις ενήλικες μορφές των κατώτερων ζώων, αλλά είναι παρόμοια μόνο με τα έμβρυά τους. 2) στη διαδικασία της εμβρυϊκής ανάπτυξης, χαρακτήρες τύπου, τάξης, τάξης, οικογένειας, γένους και είδους εμφανίζονται διαδοχικά (νόμοι του Beer). Μελέτησε και περιέγραψε την ανάπτυξη όλων των κύριων οργάνων των σπονδυλωτών - νοτόχορδο, εγκέφαλο και νωτιαίος μυελός, μάτια, καρδιά, απεκκριτική συσκευή, πνεύμονες, πεπτικό κανάλι. Τα γεγονότα που ανακάλυψε ο Baer στην εμβρυολογία ήταν απόδειξη της ασυνέπειας του προφορμασιονισμού. Ο Baer εργάστηκε γόνιμα στον τομέα της ανθρωπολογίας, δημιουργώντας ένα σύστημα μέτρησης κρανίων. Το όνομα του Baer δόθηκε σε ένα ακρωτήριο στη Novaya Zemlya και σε ένα νησί στον κόλπο Taimyr, και ως όρος συμπεριλήφθηκε στο όνομα των κορυφογραμμών (λοφάκια του Baer) στην πεδιάδα της Κασπίας. Georges Cuvier (1769-1832) Cuvier Georges (23/08/1769, Montbéliard - 13/05/1832, Παρίσι), Γάλλος ζωολόγος. Αποφοίτησε από την Carolinian Academy στη Στουτγάρδη (1788). Το 1795 έγινε βοηθός στο Μουσείο. φυσική ιστορίαστο Παρίσι, από το 1799 - καθηγητής φυσικής ιστορίας στο College de France. Κατέλαβε μια σειρά κυβερνητικές θέσειςεπί Ναπολέοντα Α' και κατά την Αποκατάσταση. Διετέλεσε πρόεδρος του Συμβουλίου Παιδείας, πρόεδρος της Επιτροπής Εσωτερικών Υποθέσεων και ήταν μέλος του Συμβουλίου της Επικρατείας. Δημιούργησε τη σχολή φυσικές επιστήμεςστο Πανεπιστήμιο του Παρισιού, οργάνωσε μια σειρά από πανεπιστήμια και λύκεια σε γαλλικές πόλεις. Το 1820 έλαβε τον τίτλο του βαρώνου, το 1831 - ομότιμος της Γαλλίας. Ο Cuvier έπαιξε σημαντικό ρόλο στη δημιουργία της παλαιοντολογίας και της συγκριτικής ανατομίας. Η ταξινόμηση βασίστηκε στη δομή του νευρικού συστήματος και σε αυτή τη βάση διατύπωσε το 1812 το δόγμα των τεσσάρων «τύπων» της οργάνωσης των ζώων: «σπονδυλωτά», «αρθρωμένα», «μαλακό σώμα» και «ακτινοβολία». Περιέγραψε μεγάλο αριθμό απολιθωμένων μορφών και πρότεινε να προσδιοριστεί από αυτές η ηλικία των γεωλογικών στρωμάτων στα οποία βρέθηκαν. Ανακατασκευάστηκε ολόκληρους οργανισμούς από μερικά μέρη που βρέθηκαν κατά τη διάρκεια των ανασκαφών. Για να εξηγήσει την αλλαγή στη χλωρίδα και την πανίδα κατά τη διάρκεια διαφορετικών περιόδων της εξέλιξης της Γης, πρότεινε τη θεωρία των καταστροφών (1817–24). Ο Cuvier ήταν οπαδός του C. Linnaeus και απέρριψε τις εξελικτικές απόψεις των J. Lamarck και E. Geoffroy Saint-Hilaire. Geoffroy Saint-Hilaire (1772 - 1844) Geoffroy Saint-Hilaire (15/04/1772 - 19/06/1844, Παρίσι), Γάλλος ζωολόγος, εξελικτικός, ένας από τους προκατόχους του Charles Darwin, μέλος του Ινστιτούτου της Γαλλίας (1807). ). Το 1793 πήρε το τμήμα ζωολογίας σπονδυλωτών στο Εθνικό μουσείοφυσική ιστορία. Το 1798-1801 συμμετείχε σε μια αποστολή στην Αίγυπτο, όπου συγκέντρωσε συλλογές εξαιρετικών επιστημονική σημασία(17 νέα γένη και είδη θηλαστικών, 25 γένη και είδη ερπετών και αμφιβίων, 57 γένη και είδη ψαριών). Η κοινή εργασία των J. Cuvier και Geoffroy έθεσε τα θεμέλια για τη μεταρρύθμιση της ταξινόμησης των σπονδυλωτών σύμφωνα με τα συγκριτικά ανατομικά χαρακτηριστικά. Βασισμένος σε συγκριτικά ανατομικά στοιχεία της ενότητας της δομής των οργανισμών σε μεμονωμένες κατηγορίες σπονδυλωτών, ο Geoffroy ανέλαβε μια έρευνα για τη μορφολογική ενότητα των ζώων διαφορετικές τάξεις , χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της συγκριτικής μελέτης των εμβρύων, η οποία στη συνέχεια αποτέλεσε τη βάση των εμβρυολογικών στοιχείων της εξέλιξης και του βιογενετικού νόμου. Για να τεκμηριώσει το δόγμα της ενότητας του δομικού σχεδίου των ζώων, ο Geoffroy στο «Philosophy of Anatomy» (τόμος 1, 1818) χρησιμοποίησε τη λεγόμενη συνθετική μορφολογία που ανέπτυξε, βασισμένη στη «θεωρία των αναλόγων», καθώς και στις αρχές των συνδέσεων, της επιλεκτικής συγγένειας των οργανικών στοιχείων και των οργάνων ισορροπίας (εξισορρόπησης ). Η διδασκαλία του Geoffroy για ένα ενιαίο σχέδιο για την οργάνωση όλων των τύπων του ζωικού κόσμου (χωρίς να λαμβάνονται υπόψη οι ποιοτικές διαφορές) ήταν μεταφυσική, αλλά συνέβαλε στην καθιέρωση στην επιστήμη της ιδέας της ενότητας προέλευσης, και ως εκ τούτου υποβλήθηκε σε σοβαρές επιθέσεις από επιστήμονες που πήραν τη θέση του αμετάβλητου των ειδών. Το 1831, ο Geoffroy, παρά τις σοβαρές επιθέσεις από αντιδραστικούς κύκλους, βγήκε με άμεση υπεράσπιση της εξελικτικής ιδέας. Για να τεκμηριώσει τις απόψεις του, ο Geoffroy άντλησε εκτενές υλικό από διάφορες βιολογικές επιστήμες (εμβρυολογία, παλαιοντολογία, συγκριτική ανατομία, συστηματική). Ο Geoffroy δημιούργησε το δόγμα των παραμορφώσεων ως φυσικά φαινόμενα της φύσης (“Philosophy of Anatomy”, vol. 2, 1822). Έθεσε τα θεμέλια για την πειραματική τερατολογία, έχοντας αποκτήσει μια σειρά από τεχνητές παραμορφώσεις σε πειράματα σε έμβρυα κοτόπουλου. Δημιούργησε την επιστήμη του εγκλιματισμού των ζώων, που ανέπτυξε ο γιος του I. Geoffroy Saint-Hilaire. Μικρο- και μακροεξέλιξη Χαρακτηριστικά Μικροεξέλιξη Μακροεξέλιξη Αποτέλεσμα εξελικτικών μετασχηματισμών Σχηματισμός νέων ειδών Σχηματισμός υπερειδικών ταξινομικών γενών, οικογενειών, τάξεων, κ.λπ. ), ο κατευθυντικός παράγοντας της φυσικής επιλογής. Δεν έχει συγκεκριμένους μηχανισμούς και πραγματοποιείται μόνο μέσω των διεργασιών της μικροεξέλιξης. Διάρκεια Εμφανίζεται σε ένα είδος σε επίπεδο πληθυσμού. Μπορεί να συμβεί σε ιστορικά σύντομο χρονικό διάστημα και να είναι προσβάσιμο σε άμεση παρατήρηση Εμφανίζεται σε υπερειδικό επίπεδο. Απαιτεί ιστορικά μεγάλες χρονικές περιόδους και δεν είναι προσβάσιμο σε άμεση παρατήρηση. Αριστοτέλης (384 π.Χ. - 322 π.Χ.) Αριστοτέλης (384 π.Χ., Στάγειρα - 322 π.Χ., Χαλκίδα), αρχαίος Έλληνας φιλόσοφος και δάσκαλος. Ο Αριστοτέλης σπούδασε στην Ακαδημία του Πλάτωνα για σχεδόν είκοσι χρόνια και φαίνεται ότι δίδαξε εκεί για κάποιο διάστημα. Μετά την αποχώρησή του από την Ακαδημία, ο Αριστοτέλης έγινε δάσκαλος του Μεγάλου Αλεξάνδρου. Ο Αριστοτέλης συνέβαλε σημαντικά στο αρχαίο εκπαιδευτικό σύστημα ιδρύοντας το Λύκειο στην Αθήνα, το οποίο συνέχισε τη δράση του για πολλούς αιώνες. Συνέλαβε και οργάνωσε μεγάλης κλίμακας φυσικές επιστημονικές έρευνες, τις οποίες χρηματοδότησε ο Αλέξανδρος. Αυτές οι μελέτες οδήγησαν σε πολλές θεμελιώδεις ανακαλύψεις, αλλά τα μεγαλύτερα επιτεύγματα του Αριστοτέλη ήταν στον τομέα της φιλοσοφίας. Βιολογικές πραγματείες: «Ιστορία των ζώων», «Περί των μερών των ζώων», «Περί της καταγωγής των ζώων», «Περί της κίνησης των ζώων», καθώς και η πραγματεία «Περί ψυχής». Ο Αριστοτέλης κάλυψε σχεδόν όλους τους κλάδους του γνώσεις διαθέσιμες στην εποχή του. Αν και ο Αριστοτέλης αναγνώρισε την ύλη ως μια από τις πρώτες αιτίες και τη θεώρησε μια ορισμένη ουσία, είδε σε αυτήν μόνο μια παθητική αρχή (την ικανότητα να γίνει κάτι), αλλά απέδωσε όλη τη δραστηριότητα στις άλλες τρεις αιτίες και απέδωσε την αιωνιότητα και την αμετάβλητη η ουσία του όντος - μορφή, και η πηγή Θεωρούσε ότι κάθε κίνηση ήταν μια ακίνητη αλλά κινούμενη αρχή - ο Θεός. Ο Θεός του Αριστοτέλη είναι ο «πρωταρχικός κινητήριος» του κόσμου, υψηλότερος στόχοςόλες οι μορφές και οι σχηματισμοί αναπτύσσονται σύμφωνα με τους δικούς τους νόμους.. Στον τομέα της βιολογίας, ένα από τα πλεονεκτήματα του Αριστοτέλη είναι το δόγμα του για τη βιολογική σκοπιμότητα, που βασίζεται σε παρατηρήσεις της ωφέλιμης δομής των ζωντανών οργανισμών. Ο Αριστοτέλης είδε παραδείγματα σκοπιμότητας στη φύση σε γεγονότα όπως η ανάπτυξη οργανικές δομέςαπό τον σπόρο, διάφορες εκδηλώσεις του ενστίκτου των ζώων, η αμοιβαία προσαρμοστικότητα των οργάνων τους κ.λπ. δόθηκαν πολλά είδη ζώων. Το θέμα της ζωής είναι το σώμα, η μορφή είναι η ψυχή, που ο Αριστοτέλης την ονόμασε «εντελεχία». Σύμφωνα με τα τρία είδη έμβιων όντων (φυτά, ζώα, άνθρωποι), ο Αριστοτέλης διέκρινε τρεις ψυχές ή τρία μέρη της ψυχής: φυτό, ζώο (αισθητήριο) και λογικό. Wallace Alfred Russell (01/08/1823–11/07/1913), Άγγλος φυσιοδίφης και συγγραφέας. Αποφοίτησε από το σχολείο στο Χάρτφορντ, εργάστηκε ως τοπογράφος, εργολάβος σιδηροδρόμων και δάσκαλος σε σχολείο. Από το 1844 δίδαξε στο Leicester School, όπου ήλθε κοντά με έναν άλλο νεαρό δάσκαλο, τον G. Bates, ο οποίος επίσης ενδιαφερόταν για τη φυσική ιστορία. Έχοντας εξοικονομήσει χρήματα, ο Wallace και ο Bates πήγαν με ένα ιστιοφόρο στη Βραζιλία, όπου για δύο χρόνια μελέτησαν την περιοχή από τις εκβολές του Αμαζονίου μέχρι τη συμβολή του Rio Negro. Στη συνέχεια, ο Bates ανέβηκε στον Αμαζόνιο και ο Wallace στο Rio Negro. Το 1852, έχοντας συγκεντρώσει συλλογές φυτών και ζώων, ο Wallace αποφάσισε να επιστρέψει στην Αγγλία. Δυστυχώς, μια φωτιά στο πλοίο στο οποίο έπλεε ο Wallace κατέστρεψε όλες τις συλλογές, τα σχέδια και τα ημερολόγιά του. Ωστόσο, ήδη το 1854, με τη βοήθεια του T. Huxley, ο Wallace κατάφερε να συγκεντρώσει κεφάλαια για ένα άλλο υπέροχο ταξίδι- στο Αρχιπέλαγος της Μαλαισίας. Εδώ πέρασε οκτώ χρόνια, εξερεύνησε τα περισσότερα από τα μεγάλα νησιά του αρχιπελάγους και έφερε πλούσιες συλλογές στην Αγγλία. Στις αρχές του 1855, ο Wallace έγραψε ένα άρθρο με τίτλο «Σχετικά με το νόμο που ρυθμίζει την προέλευση των νέων ειδών» και αργότερα σκέφτηκε την ιδέα της «επιβίωσης του ισχυρότερου». Ο Wallace έστειλε ένα προσχέδιο του άρθρου «Σχετικά με την τάση των ποικιλιών να απομακρύνονται ατελείωτα από τον αρχικό τύπο» (1858) στον Κάρολο Δαρβίνο στην Αγγλία με αίτημα να το παρουσιάσει στην Επιστημονική Εταιρεία Linnean. Αφού διάβασε το χειρόγραφο του Γουάλας, ο Δαρβίνος ανακάλυψε σε αυτό ιδέες που ο ίδιος σκεφτόταν για πολύ καιρό. Μετά από συμβουλή φίλων - C. Lyell και J. Hooker - ο Darwin μετέφερε στην Linnean Society όχι μόνο το άρθρο του Wallace, αλλά και μια περίληψη της δικής του έρευνας του 1913. Ο Wallace είχε την ιδέα να χωρίσει τη γη σε έξι ζωογεωγραφικές περιοχές: Παλαιαρκτική, Νεαρκτική, Αιθιοπική, Ανατολική (Ινδο-Μαλαϊανή), Αυστραλιανή και Νεοτροπική. Από τις πολλές ζωογεωγραφικές αντιθέσεις που ανακάλυψε ο Wallace, η πιο εκπληκτική είναι μεταξύ των νησιών Μπαλί και Λομπόκ. Παρόλο που αυτά τα νησιά χωρίζονται από ένα στενό, το πλάτος του οποίου στο στενότερο σημείο του δεν ξεπερνά τα 24 χλμ., οι διαφορές μεταξύ των πτηνών και των τετράποδων που τα κατοικούν είναι μεγαλύτερες από ό,τι μεταξύ της πανίδας της Αγγλίας και της Ιαπωνίας. Το γεγονός είναι ότι αυτό το στενό διέρχεται ακριβώς κατά μήκος του ζωογεωγραφικού ορίου (τώρα ονομάζεται «Γραμμή Wallace»), χωρίζοντας την περιοχή εξάπλωσης της τυπικής αυστραλιανής πανίδας από την περιοχή εξάπλωσης της πανίδας Ινδο-Μαλάγιας που βρίσκεται στο βορρά. Το 1862 ο Γουάλας επέστρεψε στην Αγγλία. Το 1870 εκδόθηκε το βιβλίο του «Συμβολή στη Θεωρία της Φυσικής Επιλογής» (1870), το οποίο, μαζί με την «Προέλευση των Ειδών» του Δαρβίνου, έπαιξε σημαντικό ρόλο στη διάδοση των ιδεών για τη φυσική επιλογή και την εξέλιξη. Ο Γουάλας ήταν μέλος της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου και τιμήθηκε με το Τάγμα της Αξίας το 1908. Wallace Alfred Russell (1823 –

ΓΕΝΙΚΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ

ΕΞΕΛΙΞΗ. ΕΞΕΛΙΚΤΙΚΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ

ΑΠΟΔΕΙΞΕΙΣ ΕΞΕΛΙΞΗΣ

Βιολογική εξέλιξη - ιστορική διαδικασίαανάπτυξη οργανικός κόσμος, που συνοδεύεται από αλλαγές σε οργανισμούς, εξαφάνιση κάποιων και εμφάνιση άλλων. Η σύγχρονη επιστήμη λειτουργεί με πολλά στοιχεία που υποδεικνύουν εξελικτικές διαδικασίες.

Εμβρυολογικά στοιχεία της εξέλιξης.

Στο πρώτο μισό του 19ου αι. Η θεωρία της «βλαστικής ομοιότητας» αρχίζει να αναπτύσσεται. Ο Ρώσος επιστήμονας Karl Baer (1792-1876) διαπίστωσε ότι στα πρώτα στάδια της ανάπτυξης του εμβρύου υπάρχει μεγάλη ομοιότητα μεταξύ των εμβρύων ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙεντός του τύπου.

Τα έργα των F. Müller και E. Haeckel τους έδωσαν την ευκαιρία να διατυπώσουν τον βιογενετικό νόμο: «η οντογένεση είναι μια σύντομη και γρήγορη επανάληψη της φυλογένεσης». Αργότερα, η ερμηνεία του βιογενετικού νόμου αναπτύχθηκε και διευκρίνισε ο V.M. Severtsovim: «στην οντογένεση, τα εμβρυϊκά στάδια των προγόνων επαναλαμβάνονται». Τα έμβρυα στα αρχικά στάδια ανάπτυξης έχουν τη μεγαλύτερη ομοιότητα. Γενικά σημάδιατύποι σχηματίζονται κατά την εμβρυογένεση νωρίτερα από τους ειδικούς. Έτσι, όλα τα έμβρυα σπονδυλωτών στο στάδιο Ι έχουν βραγχιακές σχισμές και μια καρδιά δύο θαλάμων. Στα μεσαία στάδια εμφανίζονται χαρακτηριστικά χαρακτηριστικά κάθε κατηγορίας και μόνο σε μεταγενέστερα στάδια διαμορφώνονται τα χαρακτηριστικά του είδους.

Συγκριτικά ανατομικά και μορφολογικά στοιχεία εξέλιξης.

Η απόδειξη της ενότητας προέλευσης όλων των ζωντανών είναι κυτταρική δομήοργανισμών, ένα ενιαίο σχέδιο δομής των οργάνων και οι εξελικτικές τους αλλαγές.

Τα ομόλογα όργανα έχουν παρόμοια δομή, κοινή προέλευση και εκτελούν τόσο τις ίδιες όσο και διαφορετικές λειτουργίες. Η παρουσία ομόλογων οργάνων καθιστά δυνατή την απόδειξη της ιστορικής σχέσης διαφορετικών ειδών. Αντικαθίσταται η πρωτογενής μορφολογική ομοιότητα σε διάφορους βαθμούςδιαφορές που αποκτήθηκαν κατά τη διαδικασία της απόκλισης. Χαρακτηριστικό παράδειγμα ομόλογων οργάνων είναι τα άκρα των σπονδυλωτών, τα οποία έχουν το ίδιο δομικό σχέδιο ανεξάρτητα από τις λειτουργίες που επιτελούν.

Μερικά φυτικά όργανα αναπτύσσονται μορφολογικά από βλαστικά στρώματα και είναι τροποποιημένα φύλλα (κεραίες, αγκάθια, στήμονες).

Τα ανάλογα όργανα είναι δευτερεύουσες, μορφολογικές ομοιότητες που δεν κληρονομούνται από κοινούς προγόνους οργανισμών διαφορετικών συστηματικών ομάδων. Παρόμοια όργανα είναι παρόμοια στις λειτουργίες τους και αναπτύσσονται μέσω της διαδικασίας σύγκλισης. Υποδηλώνουν την ομοιομορφία των προσαρμογών που προκύπτουν στη διαδικασία της εξέλιξης κάτω από τις ίδιες περιβαλλοντικές συνθήκες ως αποτέλεσμα της φυσικής επιλογής. Για παράδειγμα, παρόμοια όργανα ζώων -φτερά πεταλούδας και πουλιών. Αυτή η προσαρμογή στην πτήση στις πεταλούδες αναπτύχθηκε από το χιτινώδες κάλυμμα και στα πτηνά - από τον εσωτερικό σκελετό των μπροστινών άκρων και το κάλυμμα των φτερών. Φυλογενετικά, αυτά τα όργανα σχηματίστηκαν διαφορετικά, αλλά εκτελούν την ίδια λειτουργία - τα ζώα χρησιμοποιούνται για πτήση. Μερικές φορές παρόμοια όργανα αποκτούν εξαιρετικές ομοιότητες, όπως τα μάτια των κεφαλόποδων και των χερσαίων σπονδυλωτών. Έχουν το ίδιο γενικό σχέδιο δομής, παρόμοια δομικά στοιχεία, αν και αναπτύσσονται από διαφορετικά εμβρυϊκά φύλλα στην οντογένεση και είναι εντελώς άσχετα μεταξύ τους. Η ομοιότητα εξηγείται μόνο από τη φυσική φύση του φωτός.

Παράδειγμα παρόμοιων οργάνων είναι οι ράχες των φυτών, που τα προστατεύουν από το να καταναλωθούν από ζώα. Οι σπονδυλικές στήλες μπορούν να αναπτυχθούν από φύλλα (βερμούρι), ραβδάκια (λευκή ακακία), βλαστούς (κρατούκος), φλοιό (βατόμουρο). Μοιάζουν μόνο στην εμφάνιση και στις λειτουργίες που επιτελούν.

Υπόλοιπα όργανα, σχετικά απλοποιημένες ή υπανάπτυκτες δομές που έχουν χάσει τον αρχικό τους σκοπό. Τοποθετούνται κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη, αλλά δεν αναπτύσσονται πλήρως. Μερικές φορές τα βασικά στοιχεία εκτελούν διαφορετικές λειτουργίες σε σύγκριση με ομόλογα όργανα άλλων οργανισμών. Έτσι, η υποτυπώδης ανθρώπινη σκωληκοειδής απόφυση εκτελεί τη λειτουργία του σχηματισμού λέμφου, σε αντίθεση με το ομόλογο όργανο - το τυφλό στα φυτοφάγα ζώα. Τα βασικά στοιχεία της πυελικής ζώνης μιας φάλαινας και των άκρων ενός πύθωνα επιβεβαιώνουν το γεγονός ότι οι φάλαινες προέρχονται από χερσαία τετράποδα και οι πύθωνες - από προγόνους με ανεπτυγμένα άκρα.

Ο αταβισμός είναι το φαινόμενο της επιστροφής στις προγονικές μορφές που παρατηρείται σε μεμονωμένα άτομα. Για παράδειγμα, χρωματισμός που μοιάζει με ζέβρα στα πουλάρια, πλούσιες θηλές στους ανθρώπους.

Βιογεωγραφικά στοιχεία για την εξέλιξη.

Μελέτη χλωρίδας και πανίδας διαφορετικές ηπείρουςμας επιτρέπει να αποκαταστήσουμε τη γενική πορεία της εξελικτικής διαδικασίας και να αναγνωρίσουμε αρκετές ζωογεωγραφικές ζώνες με παρόμοια χερσαία ζώα.

1. Η Ολαρκτική περιοχή ενώνει την Παλαιαρκτική (Ευρασία) και τη Νεοαρκτική ( Βόρεια Αμερική) περιοχές.

2. Νεοτροπική περιοχή (Νότια Αμερική).

3. Περιοχή Αιθιοπίας (Αφρική).

4. Περιοχή Ινδο-Μαλάγιας (Ινδοκίνα, Μαλαισία, Φιλιππίνες).

5. Περιοχή της Αυστραλίας.

Σε καθεμία από αυτές τις περιοχές υπάρχει μεγάλη ομοιότητα μεταξύ του ζώου και χλωρίδα. Οι περιοχές διαφέρουν μεταξύ τους από ορισμένες ενδημικές ομάδες.

Ενδημικά είναι είδη, γένη, οικογένειες φυτών ή ζώων, η κατανομή των οποίων περιορίζεται σε μια μικρή γεωγραφική περιοχή, δηλαδή χλωρίδα ή πανίδα συγκεκριμένη για μια δεδομένη περιοχή. Η ανάπτυξη της ενδημικότητας συνδέεται συχνότερα με τη γεωγραφική απομόνωση. Για παράδειγμα, ο πρώτος διαχωρισμός της Αυστραλίας από τη νότια ήπειρο της Gondwana (πάνω από 120 εκατομμύρια χρόνια) οδήγησε στην ανεξάρτητη ανάπτυξη ενός αριθμού ζώων. Χωρίς να αισθάνονται πίεση από τα αρπακτικά, τα οποία απουσιάζουν στην Αυστραλία, έχουν διατηρηθεί εδώ τα μονότρεμα θηλαστικά - αρχέγονα θηρία: ο πλατύποδας και η έχιδνα. μαρσιποφόρα: καγκουρό, κοάλα.

Η χλωρίδα και η πανίδα των περιοχών της Παλαιαρκτικής και της Νεοαρκτικής, αντίθετα, είναι παρόμοια μεταξύ τους. Για παράδειγμα, τα στενά συγγενικά δέντρα περιλαμβάνουν αμερικανικούς και ευρωπαϊκούς σφενδάμνους, τέφρα, πεύκα και έλατα. Θηλαστικά όπως οι άλκες, τα κουνάβια, τα βιζόν και οι πολικές αρκούδες ζουν στη Βόρεια Αμερική και την Ευρασία. Ο αμερικανικός βίσονας αντιπροσωπεύεται από ένα οικογενειακό είδος - τον ευρωπαϊκό βίσονα. Τέτοιες ομοιότητες δείχνουν τη μακροπρόθεσμη ενότητα των δύο ηπείρων.

Παλαιοντολογικά στοιχεία της εξέλιξης.

Η παλαιοντολογία μελετά τους απολιθωμένους οργανισμούς και μας επιτρέπει να καθιερώσουμε την ιστορική διαδικασία και τα αίτια της αλλαγής στον οργανικό κόσμο. Με βάση τα παλαιοντολογικά ευρήματα, έχει συνταχθεί μια ιστορία της ανάπτυξης του οργανικού κόσμου.

Οι μεταβατικές μορφές απολιθωμάτων είναι μορφές οργανισμών που συνδυάζουν αρχαίες και σύγχρονες ομάδες. Βοηθούν στην αποκατάσταση της φυλογένεσης χωριστές ομάδες. Εκπρόσωποι: Archeopteryx - μια μεταβατική μορφή μεταξύ ερπετών και πτηνών. Το Inostrantseviya είναι μια μεταβατική μορφή μεταξύ ερπετών και θηλαστικών. Τα ψιλόφυτα είναι μια μεταβατική μορφή μεταξύ των φυκιών και των χερσαίων φυτών.

Οι παλαιοντολογικές σειρές αποτελούνται από απολιθώματα και αντικατοπτρίζουν την πορεία της φυλογένεσης (ιστορική ανάπτυξη) του είδους. Τέτοιες σειρές υπάρχουν για άλογα, ελέφαντες και ρινόκερους. Η πρώτη παλαιοντολογική σειρά αλόγων συντάχθηκε από τον V. A. Kovalevsky (1842-1883).

Τα λείψανα είναι σπάνια είδη φυτών ή ζώων που έχουν παραμείνει να υπάρχουν σε μια δεδομένη περιοχή και έχουν διατηρηθεί από περασμένες γεωλογικές εποχές. Χαρακτηρίζονται από σημάδια εξαφανισμένων ομάδων περασμένων εποχών. Η μελέτη των μορφών λειψάνων μας επιτρέπει να αποκαταστήσουμε την εμφάνιση των οργανισμών που λείπουν, να αναδημιουργήσουμε τις συνθήκες ζωής και τον τρόπο ζωής τους. Η Hatteria είναι εκπρόσωπος των αρχαίων πρωτόγονων ερπετών. Τέτοια ερπετά ζούσαν στην Ιουρασική και Κρητιδική περίοδο. Η κολάκανθος με σταυροπτερύγια είναι γνωστή από την Πρώιμη Δεβονική εποχή. Αυτά τα ζώα δημιούργησαν σπονδυλωτά της ξηράς. Το Ginkgo είναι η πιο πρωτόγονη μορφή γυμνοσπερμίου. Τα φύλλα είναι μεγάλα, σε σχήμα βεντάλιας, φυτά Νοεμβρίου. Στην επικράτεια της Ουκρανίας, μεταξύ των λειψάνων φυτών, έχουν διατηρηθεί κίτρινη αζαλέα, πεύκο κιμωλίας και χιλιάδες μούρα. Μεταξύ των λειψάνων είναι ο κοινός μοσχοβολάκος, ο επίδεσμος και άλλα ζώα.

Η σύγκριση των σύγχρονων πρωτόγονων και προοδευτικών μορφών οργανισμών καθιστά δυνατή την αποκατάσταση ορισμένων από τα χαρακτηριστικά των υποτιθέμενων προγόνων της προοδευτικής μορφής και την ανάλυση της πορείας της εξελικτικής διαδικασίας.

Ομοιότητα εμβρύων. Βιογενετικός νόμος

Η μελέτη της εμβρυϊκής και μεταεμβρυϊκής ανάπτυξης των ζώων κατέστησε δυνατή την εύρεση κοινά χαρακτηριστικάσε αυτές τις διαδικασίες και να διατυπώσει το νόμο της εμβρυϊκής ομοιότητας (K. Baer) και τον βιογενετικό νόμο (F. Müller και E. Haeckel), που έχουν μεγάλη σημασία για την κατανόηση της εξέλιξης.

Όλοι οι πολυκύτταροι οργανισμοί αναπτύσσονται από ένα γονιμοποιημένο ωάριο. Οι διαδικασίες ανάπτυξης του εμβρύου σε ζώα που ανήκουν στον ίδιο τύπο είναι σε μεγάλο βαθμό παρόμοιες. Σε όλες τις χορδές, στην εμβρυϊκή περίοδο, σχηματίζεται ένας αξονικός σκελετός - η νωτιαία χορδή και εμφανίζεται ένας νευρικός σωλήνας. Το δομικό σχέδιο των χορδών είναι επίσης το ίδιο. Στα αρχικά στάδια ανάπτυξης, τα έμβρυα σπονδυλωτών είναι εξαιρετικά παρόμοια (Εικ. 24).

Αυτά τα γεγονότα επιβεβαιώνουν την εγκυρότητα του νόμου της εμβρυϊκής ομοιότητας που διατυπώθηκε από τον K. Baer: «Τα έμβρυα εμφανίζουν, ήδη από τα πρώτα στάδια, μια ορισμένη γενική ομοιότητα στον τύπο». Η ομοιότητα των εμβρύων χρησιμεύει ως απόδειξη της κοινής προέλευσής τους. Στη συνέχεια, η δομή των εμβρύων αποκαλύπτει χαρακτηριστικά κατηγορίας, γένους, είδους και, τέλος, χαρακτηριστικά χαρακτηριστικά ενός συγκεκριμένου ατόμου. Η απόκλιση των χαρακτηριστικών των εμβρύων κατά την ανάπτυξη ονομάζεται εμβρυϊκή απόκλιση και αντανακλά την εξέλιξη μιας συγκεκριμένης συστηματικής ομάδας ζώων.

Η μεγάλη ομοιότητα των εμβρύων στα αρχικά στάδια ανάπτυξης και η εμφάνιση διαφορών σε μεταγενέστερα στάδια έχει τη δική της εξήγηση. Η μελέτη της εμβρυϊκής μεταβλητότητας δείχνει ότι όλα τα στάδια ανάπτυξης είναι μεταβλητά. Η διαδικασία μετάλλαξης επηρεάζει επίσης τα γονίδια που καθορίζουν τα δομικά και μεταβολικά χαρακτηριστικά των νεότερων εμβρύων. Όμως οι δομές που προκύπτουν στα πρώιμα έμβρυα (αρχαία χαρακτηριστικά χαρακτηριστικά των μακρινών προγόνων) παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στις διαδικασίες περαιτέρω ανάπτυξη. Οι αλλαγές στα αρχικά στάδια συνήθως οδηγούν σε υπανάπτυξη και θάνατο. Αντίθετα, οι αλλαγές σε μεταγενέστερα στάδια μπορεί να είναι ευεργετικές για τον οργανισμό και ως εκ τούτου συλλαμβάνονται ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗ.

Η εμφάνιση στην εμβρυϊκή περίοδο ανάπτυξης σύγχρονων ζωικών χαρακτήρων, χαρακτηριστικών μακρινών προγόνων, αντανακλά εξελικτικούς μετασχηματισμούς στη δομή των οργάνων.

Στην ανάπτυξή του, ο οργανισμός περνά από ένα μονοκύτταρο στάδιο (στάδιο ζυγώτη), το οποίο μπορεί να θεωρηθεί ως επανάληψη του φυλογενετικού σταδίου της πρωτόγονης αμοιβάδας. Σε όλα τα σπονδυλωτά, συμπεριλαμβανομένων των ανώτατων εκπροσώπων τους, σχηματίζεται μια νωτιαία χορδή, η οποία στη συνέχεια αντικαθίσταται από μια σπονδυλική στήλη και στους προγόνους τους, αν κρίνουμε από το λόγχη, η νωτιαία χορδή παρέμεινε καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής τους.

Κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη των πτηνών και των θηλαστικών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, εμφανίζονται σχισμές βραγχίων και αντίστοιχα διαφράγματα στον φάρυγγα. Το γεγονός του σχηματισμού τμημάτων της βραγχιακής συσκευής στα έμβρυα των χερσαίων σπονδυλωτών εξηγείται από την προέλευσή τους από προγόνους που μοιάζουν με ψάρια που ανέπνεαν με βράγχια. Η δομή της καρδιάς του ανθρώπινου εμβρύου κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου μοιάζει με τη δομή αυτού του οργάνου στα ψάρια.

Τέτοια παραδείγματα δείχνουν μια βαθιά σύνδεση μεταξύ της ατομικής ανάπτυξης των οργανισμών και της ιστορικής τους εξέλιξης. Αυτή η σύνδεση βρήκε την έκφρασή της στον βιογενετικό νόμο που διατύπωσαν οι F. Müller και E. Haeckel τον 19ο αιώνα: οντογένεση ( ατομική ανάπτυξη) για κάθε άτομο υπάρχει μια σύντομη και γρήγορη επανάληψη της φυλογένεσης (ιστορικής ανάπτυξης) του είδους στο οποίο ανήκει αυτό το άτομο.

Ο βιογενετικός νόμος έπαιξε εξέχοντα ρόλο στην ανάπτυξη των εξελικτικών ιδεών. Μια σημαντική συμβολή στην εμβάθυνση της κατανόησης του εξελικτικού ρόλου των εμβρυϊκών μετασχηματισμών ανήκει στον A. N. Severtsov. Διαπίστωσε ότι στην ατομική ανάπτυξη επαναλαμβάνονται τα χαρακτηριστικά όχι των ενήλικων προγόνων, αλλά των εμβρύων τους.

Φυλογένεσηθεωρείται πλέον όχι ως αλλαγή στις αλληλουχίες ορισμένων μορφών ενηλίκων, αλλά ως μια ιστορική σειρά οντογενειών που επιλέγονται από τη φυσική επιλογή. Ολόκληρες οντογένειες υπόκεινται πάντα σε επιλογή και μόνο αυτές που, παρά την επίδραση δυσμενών περιβαλλοντικών παραγόντων, επιβιώνουν σε όλα τα στάδια ανάπτυξης, αφήνοντας βιώσιμους απογόνους. Έτσι, η βάση της φυλογένεσης είναι οι αλλαγές που συμβαίνουν στην οντογένεση μεμονωμένων ατόμων.

Παλαιοντολογικά στοιχεία. Μια σύγκριση απολιθωμάτων από στρώματα γης διαφορετικών γεωλογικών εποχών δείχνει πειστικά τις αλλαγές στον οργανικό κόσμο με την πάροδο του χρόνου. Τα παλαιοντολογικά στοιχεία δίνουν υπέροχο υλικόγια τις διαδοχικές συνδέσεις μεταξύ διαφόρων συστηματικών ομάδων. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ήταν δυνατό να δημιουργηθούν μεταβατικές μορφές, σε άλλες - φυλογενετικές σειρές, δηλαδή σειρές ειδών που αντικαθιστούν διαδοχικά το ένα το άλλο.

Μεταβατικές μορφές απολιθωμάτων:

ΕΝΑ) Αρχαιοπτέρυξ- μια μεταβατική μορφή μεταξύ πτηνών και ερπετών, που βρίσκεται στα στρώματα Jurassic(πριν από 150 εκατομμύρια χρόνια). Σημάδια πουλιών: πίσω άκρα με ταρσό, παρουσία φτερών, εξωτερική ομοιότητα, φτερά. Σημάδια ερπετών: μια μακριά ουρά που αποτελείται από σπονδύλους, κοιλιακές πλευρές, παρουσία δοντιών, οστών στο πρόσθιο άκρο.

ΣΙ) ψιλόφυτα- μια μεταβατική μορφή μεταξύ φυκιών και χερσαίων φυτών.

Φυλογενετική σειρά. Ο V. O. Kovalsky αποκατέστησε την εξέλιξη του αλόγου, κατασκευάζοντας τη φυλογενετική του σειρά (Εικ. 25).

Η εξέλιξη του αλόγου καλύπτει ένα αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα. Παλαιότερος πρόγονοςάλογο χρονολογείται από την αρχή της Τριτογενούς περιόδου, ενώ το σύγχρονο άλογο χρονολογείται από την Τεταρτογενή περίοδο. Τα είδη του γένους Eucus ήταν μικρά ζώα του δάσους ύψους 30 εκ. Είχαν τέσσερα δάχτυλα στα πόδια, που διευκόλυνε το περπάτημα και το τρέξιμο στο ελώδες έδαφος των δασικών ελών. Κρίνοντας από τα δόντια, αυτά τα ζώα έτρωγαν μαλακές φυτικές τροφές. Ανήκουν στο κατώτερο Ηώκαινο της Βόρειας Αμερικής. Αυτή η μορφή ακολουθείται από τον ορόχιππο του Μέσου Ηώκαινου, στον οποίο εξακολουθούσαν να αναπτύσσονται τέσσερα δάχτυλα στα μπροστινά πόδια. Στο Μέσο Ηώκαινο εμφανίζεται ο επίχιππος, στον οποίο μειώνεται το τέταρτο ψηφίο. Στο Ολιγόκαινο, έζησε ένας απόγονος προηγούμενων μορφών - ο Μεσόχιππος. Έχει μόνο τρία δάχτυλα στα πόδια του, με το μεσαίο δάχτυλο να είναι αισθητά πιο ανεπτυγμένο από τα άλλα. Το ύψος των ζώων φτάνει τα 45 εκατοστά.

Αρχίζουν να εμφανίζονται αλλαγές στο οδοντικό σύστημα. Τα φυματιωμένα μπροστινά δόντια του Eohippus, προσαρμοσμένα σε μαλακές φυτικές τροφές, μετατρέπονται σε δόντια με αυλακώσεις. Η εξέλιξη επηρεάζει επίσης τους γομφίους· προσαρμόζονται περισσότερο στις χονδροειδείς φυτικές τροφές της στέπας. Στο Ανώτερο Ολιγόκαινο, ο μεσόχιππος δίνει τη θέση του σε διάφορες μορφές: μυόχυπος, και στο κατώτερο Μειόκαινο - παρα-ιπποπόταμος. Ο Parahippus είναι ο πρόγονος του επόμενου σταδίου της σειράς αλόγων - merichippus. Οι Meryhippus ήταν αναμφίβολα κάτοικοι ανοιχτών χώρων και σε διάφορα είδη αυτού του γένους υπήρχε μια διαδικασία βράχυνσης των πλευρικών δακτύλων: σε ορισμένα είδη τα δάχτυλα ήταν μακρύτερα, σε άλλα πιο κοντά, πλησίαζαν η τελευταία περίπτωσησε άλογα με μονόποδα με στόλο.

Τέλος, στον Πλιόυππο, που έζησε στο Πλιόκαινο, αυτή η διαδικασία τελειώνει με το σχηματισμό νέα μορφή, ένα αρχαίο άλογο με ένα δάχτυλο - πλέσιππος. Σε σχήμα και μέγεθος, το τελευταίο είναι κοντά στο σύγχρονο άλογο, γνωστό από το Πλειστόκαινο.

Με καταγωγή από την Αμερική σύγχρονη μορφήΣτη συνέχεια, τα άλογα διεισδύουν στην Ευρασία μεταξύ πολλών ειδών. Τελικά, όλα τα αμερικανικά άλογα πέθαναν, αλλά τα ευρωπαϊκά επέζησαν και μετά ήρθαν στην Αμερική για δεύτερη φορά. Αυτή τη φορά τα έφεραν εδώ οι Ευρωπαίοι στις αρχές του 16ου αιώνα. Έτσι, η εξέλιξη των αλόγων δείχνει πειστικά τη διαδικασία της εξέλιξης που οδηγεί στην εμφάνιση νέων ειδών μεταμορφώνοντας τους προγόνους τους.

Είναι αναμφίβολο ενδιαφέρον να ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στα πρωτότοκα της χερσαίας χλωρίδας, που ανακαλύφθηκαν σχετικά πρόσφατα από την επιστήμη.

Τους καλούσαν ψιλόφυτα. Τα απολιθώματα τους στις αποθέσεις του ύστερου Σιλουρίου και ιδιαίτερα του πρώτου μισού του Δεβόνιου, που καλύπτουν μια χρονική περίοδο περίπου 20-30 εκατομμυρίων ετών, είναι αρκετά πολυάριθμα και ποικίλα.

Αυτά ήταν μικρά φυτά σχετικά απλής εμφάνισης. Το σώμα τους, όπως και τα φύκια, δεν χωρίστηκε στα κύρια όργανα που είναι συνηθισμένα για τα ανώτερα φυτά. Δεν είχαν ακόμα ρίζες. Τα πιο απλά από τα ψιλόφυτα επίσης δεν είχαν μίσχο με τη συνήθη έννοια ως όργανο που φέρει φύλλα, αφού ούτε αυτά είχαν φύλλα.

Οι αρχαιότεροι μεταξύ των ψιλόφυτων και οι απλούστεροι σε διαμελισμό σώματος είναι ΡήνιαΚαι Hornea. Πράγματι, είναι τόσο απλά κατασκευασμένα που πολλά φύκια φαίνονται πολύ πιο περίπλοκα. Έχουν ένα υπόγειο τμήμα, παρόμοιο με ένα ρίζωμα, από το οποίο εκτείνονται κάθετα, διχαλωτά, διακλαδισμένα όργανα που μοιάζουν με στελέχη. Αντί για ρίζες, αυτά τα φυτά σχηματίζουν μόνο μονοκύτταρα εκβλαστήματα στα «ριζώματα» - ριζοειδή, παρόμοια με τις τρίχες των ριζών στις ρίζες των ανθοφόρων φυτών. Στις άκρες των κλαδιών υπάρχουν σποράγγια. Σε αυτά αναπτύχθηκαν σπόρια, με τη βοήθεια των οποίων αναπαράγονταν τα ψιλόφυτα. Η ρίνια και η χόρνα ήταν μικρά φυτά με ύψος από 20 έως 40 εκ. Ζούσαν σε βάλτους.

Το μεγαλύτερο εργοστάσιο ήταν ψιλόφυτον, έφτανε σε ύψος 1,5-2 μ. και είχε άφθονα διακλαδιζόμενο εναέριο μέρος του σώματος. Υπήρχαν αιχμές πάνω του. Πολυκύτταρα αποφύγματα αναπτύχθηκαν επίσης σε υπόγεια «ριζώματα».

Έφτασε σε έναν ακόμη πιο περίπλοκο διαμελισμό αστεροξύλον. Η πιο σημαντική διαφορά αυτού του φυτού είναι ότι τα υπέργεια όργανά του καλύπτονται πυκνά με λέπια, παρόμοια με μικρά φύλλα, αλλά διαφέρουν από τα πραγματικά φύλλα απουσία φλεβών. Στα υπόγεια όργανα, αντί για ριζοειδή, κλαδιά πήγαιναν βαθιά στο έδαφος, τα οποία μπορούν να θεωρηθούν ως τα βασικά στοιχεία των ριζών. Το τοίχωμα του σποράγγιου του Αστερόξυλον είχε ήδη έναν δακτύλιο από κύτταρα με πυκνά τοιχώματα, τόσο χαρακτηριστικό για πολλές ζωντανές φτέρες. Χάρη σε αυτόν τον δακτύλιο, όταν το σποράγγιο ωριμάζει, το τοίχωμά του σπάει και τα σπόρια απελευθερώνονται.

Παρά την εξωτερική απλότητα του τεμαχισμού του σώματος των ψιλόφυτων, η εσωτερική (ανατομική) δομή τους ήταν αρκετά περίπλοκη.

Εξερευνήστε λεπτομέρειες ανατομική δομήστα απολιθωμένα υπολείμματα φυτών, όπως έχουμε ήδη πει, είναι δυνατό λόγω της ικανότητας να γίνουν τόσο λεπτές τομές αυτών των απολιθωμάτων ώστε να μπορούν να μελετηθούν στο μικροσκόπιο, όπως τμήματα από ζωντανά φυτά, και να δούμε τα μεμονωμένα κύτταρα που δημιουργούν επάνω ορισμένους ιστούς.

Στο κέντρο των οργάνων τους που μοιάζουν με ριζώματα και στελέχη, έχει ήδη εμφανιστεί αληθινό ξύλο, που αποτελείται από κύτταρα που φέρουν το νερό (τραχείδες). Το ξύλο περιβάλλεται από ένα στήθος επιμήκων κελιών κατά μήκος των οποίων κινούνταν η παραγωγή του φυτού. οργανική ύλη. Στην επιφάνεια, το σώμα καλύπτεται με τυπικό δέρμα (επιδερμίδα). Ανάμεσα στα κύτταρα του δέρματος υπάρχουν στομία τυπικά των ανώτερων φυτών, μέσω των οποίων γίνεται η ανταλλαγή αερίων. Όλα δείχνουν ότι στα ψιλόφυτα η ανταλλαγή αερίων προχωρούσε με τον ίδιο τρόπο όπως στα σύγχρονα φυτά: μέσω των στομάτων, διοξείδιο του άνθρακα, που καταναλώθηκε κατά τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, και οξυγόνο που είχε ήδη συσσωρευτεί στην ατμόσφαιρα, απαραίτητο για την αναπνοή, εισήλθε στο φυτό από την ατμόσφαιρα. και απελευθερώθηκε από το σώμα του φυτού στην ατμόσφαιρα είναι υδρατμοί, διοξείδιο του άνθρακα που σχηματίζεται κατά την αναπνοή και οξυγόνο που απελευθερώνεται από το νερό κατά τη φωτοσύνθεση. Το σποράγγιο έχει ένα χοντρό τοίχωμα που προστάτευε καλά τα σπόρια, τα οποία ήταν τρυφερά στη νεαρή τους κατάσταση.

Σύμφωνα με γεωλογικά δεδομένα, η γη στη Γη την περιγραφόμενη εποχή (στην εποχή του Ντέβον) αντιπροσωπεύονταν από δύο μεγάλες ηπείρους: την ισημερινή, που βρίσκεται από τη σύγχρονη νότια Αμερικήμέσω της Αφρικής στην Αυστραλία, και βόρεια, που εκτείνεται από την άκρη του Βόρειου Ατλαντικού μέσω της Γροιλανδίας έως Κεντρική Ευρώπη. Υπήρχαν επίσης μεγάλα νησιά στα ανατολικά και δυτικά της βόρειας ηπειρωτικής χώρας. Τα φυτά που περιγράφουμε θάφτηκαν στα παράκτια ιζήματα αυτής της γης. Πολλά από αυτά εξακολουθούσαν να συνδέονται στενά με το υδάτινο περιβάλλον και ήταν ελώδη φυτά, στα οποία μόνο το πάνω μέρος του σώματος υψωνόταν πάνω από την επιφάνεια του νερού. Αλλά μεταξύ των ψιλόφυτων υπήρχαν επίσης πραγματικοί εκπρόσωποι γης μεγαλύτερων μεγεθών - ύψους έως 3 m.

Με βάση τη γνώση για τις αλλαγές που συμβαίνουν στον πλανήτη μας σε ορισμένα στάδια της ιστορίας του και με βάση την ανακατασκευή της εμφάνισης των οργανισμών που κατοικούσαν στη Γη από τα απολιθώματα τους, είναι δυνατόν, με ποικίλους βαθμούς αξιοπιστίας, να δημιουργηθεί μια εικόνα των τοπίων της Γης την αντίστοιχη περίοδο.

Οι πρόγονοι των ψιλόφυτων είναι γενικά αποδεκτό ότι είναι φύκια. Είναι δύσκολο να πούμε με βεβαιότητα ποιος από τους γνωστούς σε εμάς τύπους φυκιών προκάλεσε ψιλόφυτα. Πιθανότατα, επρόκειτο για πράσινα φύκια, αφού όλη η χερσαία βλάστηση χαρακτηρίζεται από το πράσινο χρώμα των υπέργειων οργάνων της. Αλλά η διαφορά μεταξύ ακόμη και των απλούστερων ψιλόφυτων και οποιουδήποτε αντιπροσώπου φυκιών είναι πολύ μεγάλη.

Στο δρόμο από τα φύκια στο ψιλόφυτο, η ζωή έχει κάνει ένα τεράστιο βήμα μπροστά. Πάρτε, για παράδειγμα, την παρουσία στομάτων στα ψιλόφυτα με περίπλοκο τρόποδιεύρυνση ή στένωση του χάσματος μεταξύ των κυττάρων κλείνοντας τα στομία. Ή παρουσία ξύλου στα ψιλόφυτα, που σχετίζεται με την εμφάνιση ενός νέου χημική ουσία λιγνίνη, προκαλώντας λιγνίωση του κυτταρικού τοιχώματος. Τέλος, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι είναι απίθανο τα ψιλόφυτα να εγκατασταθούν απευθείας στα μητρικά πετρώματα και όχι στο έδαφος. Το έδαφος, όπως γνωρίζουμε, δημιουργείται μέσω της δραστηριότητας των οργανισμών. Επομένως, είναι φυσικό να υποθέσουμε ότι τα ψιλόφυτα δεν αποτελούσαν την πρώτη εμπροσθοφυλακή των εποίκων στη στεριά, αλλά μορφές που ολοκλήρωσαν μια αλυσίδα οργανισμών που ήταν ακόμα πιο απλοί και πιο κοντά στα κατώτερα φυτά - τα φύκια. Πρέπει να υποτεθεί ότι πολύ πριν από τα ψιλόφυτα, οι κάτοικοι των υδάτινων σωμάτων και όχι μόνο τα φύκια, αλλά μαζί τους και άλλοι οργανισμοί - μύκητες, βακτήρια και πιθανώς πρωτόζωα - μετακινήθηκαν στη στεριά. Ζούσαν σε υγρά μέρη, σχηματίζοντας ιδιόμορφες ομάδες στις οποίες ο ρόλος του τροφοδότη ανήκε φυσικά στα φύκια και στα αυτότροφα βακτήρια. Θα μπορούσε να δημιουργηθεί στενή συμβίωση μεταξύ αυτότροφων και ετερότροφων οργανισμών, για παράδειγμα, μεταξύ φυκιών και μυκήτων, στην οποία και οι δύο συγκατοίκοι έλαβαν οφέλη: ο μύκητας εξάγει νερό από το έδαφος, τα φύκια παρείχαν οργανικές ουσίες.

Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι μεταξύ των ψιλόφυτων, καθιερώθηκε το φαινόμενο της συμβίωσης (συμβίωση) με μύκητες: στα κύτταρα των υπόγειων οργάνων, βρέθηκαν νήματα - υφές μυκήτων, δηλαδή ήδη στην αυγή της επίγειας ύπαρξης στον φυτικό κόσμο υπήρχαν μυκόρριζες - «μυκητιακές ρίζες», οι οποίες έγιναν ευρέως διαδεδομένες σε περαιτέρω ιστορίαχερσαία χλωρίδα.

Η ζωτική δραστηριότητα των κατώτερων οργανισμών θα μπορούσε να οδηγήσει στη δημιουργία πρωτογενών εδαφών στη θέση των μητρικών πετρωμάτων. Οι διαδικασίες σχηματισμού εδάφους, σύμφωνα με τις διδασκαλίες του ακαδημαϊκού V.R. Williams, έπαιξαν και παίζουν τεράστιο ρόλοστην αλλαγή των φυτικών σχηματισμών. Ζώντας σε ένα υγρό, αλλά ακόμα χερσαίο περιβάλλον, τα φύκια εκτέθηκαν στις επιπτώσεις αυτού του πολύ πιο μεταβλητού περιβάλλοντος. Αυτές οι αλλαγές, κυρίως η ξήρανση του εδάφους, θα έπρεπε φυσικά να έχουν προκαλέσει αντίστοιχες αντιδράσεις στους οργανισμούς και να καθορίζουν αλλαγές στους ίδιους τους οργανισμούς. Αλλαγές έγιναν ως βιοχημικές διεργασίεςκαι μορφολογικές δομές. Η αλυσίδα τέτοιων κατευθυνόμενων αλλαγών οδήγησε στην εμφάνιση στην αρένα της ζωής οργανισμών που ήταν ήδη σε κάποιο βαθμό προσαρμοσμένοι στην ύπαρξη στη στεριά - ψιλόφυτα. Αλλά ακόμη και ανάμεσά τους δεν υπάρχει ομοιομορφία σχήματος: μερικά από αυτά εξακολουθούν να έχουν τα πόδια τους στο νερό, ενώ άλλα είναι εξ ολοκλήρου στη στεριά.

Το γεωλογικό αρχείο απέχει ακόμα πολύ από το να διαβαστεί. Μόλις πριν από 30 χρόνια, ανακαλύφθηκαν και μελετήθηκαν ψιλόφυτα, και αυτό άλλαξε ριζικά τις προηγούμενες ιδέες για την προέλευση της χερσαίας χλωρίδας. Ίσως οι επίγειοι προκάτοχοι των ψιλόφυτων θα ανακαλυφθούν σε πιο αρχαία στρώματα και αυτό θα διευρύνει περαιτέρω τους ορίζοντές μας. Αλλά δεν πρέπει να κλείνουμε τα μάτια στο γεγονός ότι οι περισσότεροι κάποτε ζωντανοί οργανισμοί, ειδικά τόσο ευαίσθητοι όπως τα φύκια και οι μύκητες, δεν θα μπορούσαν να διατηρηθούν σε απολιθωμένη κατάσταση και τα ίχνη τους χάνονται για πάντα. Ως εκ τούτου, μας μένει ο δρόμος των έμμεσων στοιχείων της μιας ή της άλλης πλευράς στην ανάπτυξη του οργανικού κόσμου, που έχουμε ήδη συζητήσει στις πρώτες σελίδες.

Μεταξύ των απολιθωμάτων των ψιλόφυτων δεν υπάρχουν απολύτως ίχνη γεννητικών οργάνων, και όμως λέμε με βεβαιότητα ότι τα ψιλόφυτα είχαν σεξουαλική διαδικασία, ότι από τα σπόρια ανέπτυξαν αναπτύξεις πάνω στις οποίες προέκυψαν τα γεννητικά όργανα και μετά τη γονιμοποίηση το γνωστό σε μας σώμα ανέπτυξε ψιλόφυτα . Το απόφθεγμα, πρέπει να σκεφτεί κανείς, ήταν μικρό και χτισμένο από κύτταρα με λεπτά τοιχώματα, γι' αυτό και δεν διατηρήθηκε. Γιατί μιλάμε με τόση σιγουριά για κάτι που δεν έχει δει κανείς; Επειδή τα σπόρια των ψιλόφυτων που διατηρούνται σε απολιθωμένη κατάσταση μοιάζουν στα χαρακτηριστικά τους με τα σπόρια της φτέρης, για τα οποία είναι γνωστό ότι από τα σπόρια πρώτα φυτρώνει ένας πρόθαλλος με γεννητικά όργανα πάνω του.

Έτσι, στις ζωντανές φτέρες, ένα μικρό (2-4 mm σε διάμετρο) πράσινο, ελασματοποιημένο σώμα σε σχήμα καρδιάς αναπτύσσεται από ένα σπόρο. Αυτό θα είναι το αποτέλεσμα. Στην κάτω πλευρά του, προς το έδαφος, αναπτύσσονται ριζοειδή. Τα γεννητικά όργανα σχηματίζονται επίσης εδώ: τα θηλυκά, που ονομάζονται αρχεγονία και τα αρσενικά, που ονομάζονται ανθηρίδια. Τα σπερματοζωάρια που αναδύονται από το ανθερίδιο διεισδύουν μέσω του λαιμού της αρχιγονίας στα ωάρια και τα γονιμοποιούν. Από ένα γονιμοποιημένο αυγό, αναπτύσσεται πρώτα ένα έμβρυο, από αυτό αναπτύσσεται ένα δενδρύλλιο και από το σπορόφυτο σχηματίζεται το ίδιο το φυτό - η φτέρη. Σποράγγια που συλλέγονται σε σωρούς εμφανίζονται στα φύλλα (τρόποι) της φτέρης. Όπως γνωρίζουμε, τα σπόρια αναπτύσσονται στα σποραγγεία. Αυτός ο κύκλος ανάπτυξης είναι χαρακτηριστικός για όλα τα πτεριδόφυτα γενικά, και τα ψιλόφυτα, που ξεκινούν τη σειρά των πτεριδόφυτων στην ιστορία του φυτικού κόσμου, δεν αποτελούν εξαίρεση σε αυτόν τον κανόνα.

Προέλευση και εξέλιξη των φυτών της γης

Στο Πρωτοζωικό, η γη κατοικήθηκε από προκαρυώτες· οι μονοκύτταροι ευκαρυώτες ενώθηκαν αργότερα (περίπου 1 δισεκατομμύριο χρόνια πριν). Οι πρώτοι κάτοικοι της γης ήταν πιθανώς κυανοβακτήρια και ακτινοβακτήρια. Τα ετερότροφα ακτινοβακτήρια σχηματίζουν πολυάριθμες διακλαδιστικές δομές παρόμοιες με το μυκητιακό μυκήλιο. Είναι σε θέση να ενωθούν με φωτοτροφικά κυανοβακτήρια σε καταπληκτικούς συμβιωτικούς «υπεροργανισμούς» (τα λεγόμενα ακτινολιχένα).

Ίσως το πιο σημαντικό εξελικτικό γεγονός στο Φανεροζωικό ήταν ο αποικισμός της γης από πολυκύτταρους ευκαρυώτες. Ως αποτέλεσμα, αναδείχθηκαν τοπία οικεία σε εμάς, στα οποία κυριαρχούσαν φυτά γης, έντομα και τετράποδα (τετράποδα).

Οι φυλογενετικές ανακατασκευές που βασίζονται σε συγκρίσεις των γονιδιωμάτων των σύγχρονων οργανισμών δείχνουν ότι τα φυτά της γης προέρχονται από χαρόφυτα φύκια.Οι εκπρόσωποι αυτής της ομάδας πράσινων φυκών του γλυκού νερού περιλαμβάνουν τόσο μονοκύτταρες όσο και πολυκύτταρες μορφές. Προφανώς, μία από τις μεταβάσεις στην πολυκυτταρικότητα πριν από περίπου 1 δισεκατομμύριο χρόνια συνέβη κατά τη διάρκεια της εξέλιξης των αλγών χαρόφυτων. Μέχρι σήμερα, δεν είναι γνωστά απολιθώματα μεταβατικών μορφών μεταξύ των χερσαίων φυτών και των υδρόβιων προγόνων τους.

Τα κύρια προβλήματα που αντιμετωπίζουν τα υδρόβια φυτά όταν φτάνουν στο έδαφος και οι λύσεις τους. Ξήρανση (διάλυμα - ιστοί περιβλήματος ή πτώση σε αιωρούμενα κινούμενα σχέδια σε βρυόφυτα), ανάγκη για ανταλλαγή αερίων και εξάτμιση (στομάτα), απορρόφηση ουσιών (απορροφητικοί ιστοί, μυκόρριζα), μεταφορά ουσιών (αγώγιμοι ιστοί - εκτός από βρυόφυτα), ανταγωνισμός, βαρύτητα (μηχανικοί ιστοί).

Μεταξύ των πρώτων κατοίκων της γης ήταν τα μανιτάρια, τα οποία μπήκαν επίσης σε συμβίωση με κυανοβακτήρια. Τα γενετικά και βιοχημικά συστήματα που ανέπτυξαν οι μύκητες της ξηράς για συμβίωση με κυανοβακτήρια αργότερα τους βοήθησαν ώστε να «δημιουργήσουν σχέσεις» με τα πρώτα φυτά της γης. Όλη αυτή η επίγεια μικροχλωρίδα προετοίμασε σταδιακά το έδαφος (απευθείας και μεταφορικά) να αποικίσει τη γη με φυτά. Από την αρχή, τα φυτά της γης ζούσαν σε στενή συμβίωση με τους μύκητες του εδάφους, χωρίς τους οποίους πιθανότατα δεν θα μπορούσαν να εγκαταλείψουν το εγγενές υδάτινο στοιχείο τους.

Τα παλαιότερα απολιθωμένα φυτά της γης είναι θραύσματα από βρύα συκωτιού που περιέχουν σπόρια (περίπου 460 εκατομμύρια χρόνια πριν). Σύμφωνα με φυλογενετικές ανακατασκευές, αυτή η ομάδα βρύων είναι τα αρχαιότερα φυτά της γης. Τα αγγειακά φυτά (όλα τα χερσαία φυτά, εκτός από τα βρυόφυτα) εμφανίστηκαν κατά την εξέλιξη το αργότερο πριν από 420 εκατομμύρια χρόνια. Μέσα σε αυτή την ομάδα διακρίνονται δύο εξελικτικές γραμμές. Στα φυτά σπορίων (αλογοουρές, βρύα και φτέρες, που εμφανίστηκαν το αργότερο πριν από 350 εκατομμύρια χρόνια), τόσο το σπορόφυτο όσο και το γαμετόφυτο είναι ανεξάρτητοι οργανισμοί. Στα φυτά σπόρων, το απλοειδές γαμετόφυτο έχει χάσει την ανεξαρτησία του. Τα φυτά που φέρουν σπόρους (ρινιόφυτα) ήταν τα πρώτα που έφτασαν στη γη - αυτό συνέβη στο τέλος του Σιλουρίου. Αναπτύχθηκαν σε ρηχά παράκτια νερά· δεν είχαν πραγματικές ρίζες· ειδικές διαδικασίες που μοιάζουν με νήματα χρησίμευαν για την προσκόλληση στο υπόστρωμα.

Προς το τέλος της Δεβονικής περιόδου άρχισαν να εμφανίζονται τα πρώτα δάση. Αποτελούνταν από φυτά που φέρουν σπόρους - φτέρες, βρύα και αλογοουρές. Σε άνθρακα(Ανθρακοφόρος περίοδος) σημαντική θέρμανση και ύγρανση του κλίματος παρέχεται ευρεία χρήσητροπικά δάση(Ευρώπη, Βόρεια Αμερική, Νοτια Ασια- τότε αυτές οι περιοχές βρίσκονταν στην ισημερινή ζώνη), που σχηματίστηκαν από φτέρες δέντρων, γιγάντιες αλογοουρές που μοιάζουν με δέντρα και βρύα (έως 40 μέτρα ύψος). Αυτά τα δάση, που βρίσκονται στα παράκτια πεδινά, δεν έχουν σύγχρονα ανάλογα. Αυτές ήταν ρηχές δεξαμενές που ξεχείλιζαν από οργανικά υπολείμματα. Τα ριζικά συστήματα των δέντρων βρίσκονταν κάτω από την οργανική μάζα που μοιάζει με τύρφη, και οι κορμοί αναπτύχθηκαν μέσα από αυτήν και ένα παχύ στρώμα νεκρού ξύλου. Ήταν στη θέση αυτών των «δασών-δεξαμενών» που προέκυψαν στη συνέχεια μεγάλες λεκάνες άνθρακα.

Στο έδαφος της σύγχρονης Σιβηρίας και Απω Ανατολή, που τότε βρίσκονταν κοντά στον Αρκτικό Κύκλο, η βάση της βλάστησης αποτελούνταν από κωνοφόρα δέντρα ύψους έως 20 μ. (κορδίτες). Το ξύλο τους έχει σαφείς δακτυλίους ανάπτυξης, επιβεβαιώνοντας την ύπαρξη εποχικού κλίματος εκεί (κάτι σαν τη σύγχρονη τάιγκα). Τα εδάφη της σύγχρονης Νότιας Αμερικής και της Αφρικής (τα νότια μισά τους), της Ινδίας και της Αυστραλίας βρίσκονταν τότε κοντά στον νότιο πολικό κύκλο. Κυριαρχούνταν από φυλλοβόλα δάση γκίνγκο.

Στο Καρβονοφόρο εμφανίστηκε και τα πρώτα γυμνόσπερμα(μια συλλογική ομάδα που ονομάζεται "φτέρες σπόρων"). Ο σπόρος τους ήταν καλυμμένος με ένα κέλυφος που τον προστάτευε από το στέγνωμα. Η αναπαραγωγή με σπόρους έκανε τη διαδικασία αναπαραγωγής ανεξάρτητη υδάτινο περιβάλλον. Αυτή η αρωματοποίηση κατέστησε δυνατή την περαιτέρω ανάπτυξη της γης και τη μετακίνηση των φυτών βαθύτερα στις ηπείρους.

Στην ψυχρότερη και ξηρότερη περίοδο της Πέρμιας, τα γυμνόσπερμα έγιναν ευρέως διαδεδομένα. Από αυτά, μόνο λίγα έχουν επιβιώσει μέχρι σήμερα - gingkos, araucarias και cycads.

Τα παλαιότερα αξιόπιστα ευρήματα αγγειόσπερμων (ανθοφόρων) φυτών είναι ηλικίας 140-130 εκατομμυρίων ετών· πρόκειται για μεμονωμένους κόκκους γύρης που βρέθηκαν στο Ισραήλ. Τα πρώτα μακροσκοπικά απολιθώματα (φύλλα, άνθη, καρποί) αγγειόσπερμων είναι περίπου 125 εκατομμυρίων ετών. Δεδομένου ότι είναι ήδη αρκετά διαφορετικά, τα αγγειόσπερμα εμφανίστηκαν προφανώς πολύ νωρίτερα (διαχωρίστηκαν από τα γυμνόσπερμα το αργότερο πριν από 300 εκατομμύρια χρόνια). Σε σύγκριση με τα γυμνόσπερμα, τα αγγειόσπερμα παρουσίασαν μια σημαντική αρωματοποίηση - εμφανίστηκε διπλή γονιμοποίηση, η οποία εμπόδισε τη σπατάλη θρεπτικών συστατικών (το ενδοσπέρμιο αναπτύσσεται μόνο μαζί με το έμβρυο), η ωοθήκη εκτελεί προστατευτική λειτουργία. Εξελικτική επιτυχία αγγειόσπερμαεξηγείται με συντομογραφία κύκλος ζωής, τάση για επικονίαση εντόμων και σχηματισμό διαφόρων ποωδών μορφών. Μερικά από τα αγγειόσπερμα που προέκυψαν στην Κρητιδική περίοδο έχουν επιβιώσει μέχρι σήμερα - πρόκειται για φοίνικες και πλατάνια.

Υπάρχουν τώρα εκατοντάδες χιλιάδες είδη ανθοφόρων φυτών στη Γη και οι φυλογενετικές σχέσεις μεταξύ τους είναι αρκετά καλά μελετημένες. Σημαντικό ρόλο στην εμφάνιση της σύγχρονης ποικιλομορφίας των ανθοφόρων φυτών έπαιξε η συνεξέλιξή τους με τα έντομα.

Τα πολυκύτταρα ζώα και τα χερσαία φυτά είναι οι μόνες δύο γνωστές περιπτώσεις σχηματισμού πολυιστών., που οδήγησε στην εμφάνιση πολύπλοκων μεγάλων οργανισμών. Είναι ενδιαφέρον ότι οι γενετικοί μηχανισμοί αυτών των δύο ανεξάρτητες εκδηλώσειςπολύ παρόμοια. Πρώτον, η εμφάνιση ενός πολύπλοκου πολυκύτταρου οργανισμού δεν συνοδεύτηκε από σημαντική αύξηση του αριθμού των γονιδίων που κωδικοποιούν τις πρωτεΐνες. Αντίθετα, οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των γονιδίων και των ρυθμιστικών τους στοιχείων - ειδικών αλληλουχιών DNA - έγιναν πιο περίπλοκες. Δεύτερον, τα ζώα και τα φυτά έχουν αναπτύξει ανεξάρτητα ειδικά γονίδια που ρυθμίζουν την ατομική ανάπτυξη του οργανισμού.