Informacja wstępna: Teoria ewolucji w momencie jej ogłoszenia przez Karola Darwina budziła wiele kontrowersji. Dlatego też konieczne było wskazanie dowodów, które mogłyby ją potwierdzić. Pierwsze z nich przedstawił sam Darwin w dziele O powstawaniu gatunków... Kolejne pojawiły się wraz z rozwojem nauk przyrodniczych, m.in. paleontologii, anatomii porównawczej, biogeografii oraz genetyki. Współcześnie dzieli się je na dowody bezpośrednie i pośrednie.
Bezpośrednie dowody ewolucji: Dowodów, które bezpośrednio świadczą o przebiegu ewolucji, dostarczają obserwacje zmian zachodzących u współcześnie żyjących organizmów. Na ich podstawie można analizować mechanizmy ewolucji. Z kolei dane paleontologiczne wskazują na kolejność pojawiania się poszczególnych form organizmów na Ziemi i pozwalają śledzić drogi, którymi przebiegała ewolucja. Informacji m.in. o trybie życia dawnych organizmów dostarczają relikty.
Wnioski z bezpośrednich obserwacji zmian ewolucyjnych: Zmiany ewolucyjne zachodzą najczęściej bardzo wolno i trudno jest je zaobserwować. Można je jednak dostrzec w wypadku patogenów chorobotwórczych, takich jak bakterie. Mają one krótki cykl życiowy, dlatego można ustalić, jakie zmiany zaszły w kolejnych pokoleniach. Najbardziej znany przykład przebiegu zmian ewolucyjnych dotyczy antybiotykooporności, czyli nabywania przez bakterie oporności na antybiotyki. Antybiotyki zaczęły być powszechnie używane dopiero w latach 40. XX w. i umożliwiły leczenie chorób wcześniej nieuleczalnych. Współcześnie jednak coraz częściej występują szczepy bakterii oporne na antybiotyki, którymi wcześniej je zwalczano. Wynika to m.in. z faktu, że po podaniu antybiotyku w organizmach osób chorych przetrwały nieliczne bakterie, które mogły przekazać cechę oporności bakteriom potomnym.
Czy wiesz, że: W podobny sposób jak u bakterii dochodzi do wykształcenia się lekooporności u wirusów. Przykładem jest HIV, który powoduje AIDS.
Dowody z zakresu paleontologii: Paleontologia to nauka o organizmach żyjących w minionych epokach geologicznych. Do jej zadań należy odkrywanie, badanie oraz interpretowanie śladów ich obecności na ziemi, czyli tzw. skamieniałości (skamielin). Dane z zakresu paleontologii mają duże znaczenie w próbie odtworzenia dawnego życia na naszej planecie i wyjaśnienia, w jaki sposób przebiegały procesy ewolucyjne. Materiał kopalny często jest jednak zniekształcony, ponadto nie obejmuje on wszystkich żyjących dawniej organizmów. Wynika to m.in. z faktu, że większość organizmów po śmierci uległa rozkładowi, a nie skamienieniu, które zachodzi w określonych warunkach.
Rodzaje skamieniałości: Skamieniałości powstają wtedy, gdy organizm został pogrzebany w warunkach, w których nie nastąpił jego rozkład. Najczęściej dzieje się tak, gdy przykryje go warstwa osadu, np. z piaszczystej delty rzeki lub z bagna. Obraz dawnego życia na Ziemi odtworzony na podstawie skamieniałości jest jednak niepełny, ponieważ części miękkie organizmów zwykle ulegają rozkładowi. Zachowują się głównie twarde części, np. muszle lub kości. W związku z tym brakuje również śladów organizmów, które takich części nie miały. Ponadto niektóre środowiska, np. tropikalne lasy deszczowe, nie sprzyjają zachowaniu się skamieniałości i dlatego trudno jestr określić, jakie organizmy tam występowały.
Skamieniałości właściwe - szczątki kopalne: Do skamieniałości właściwych należą szczątki kopalne. Są to części organizmów, które zachowały się do czasów współczesnych w stanie niezmienionym (m.in. kości, zęby, muszle, pancerze, twarde tkanki roślin, takie jak drewno). Na ich podstawie paleontolodzy odtwarzają przypuszczalny wygląd organizmu i porównując go ze współcześnie żyjącymi gatunkami, wyciągają wnioski dotyczące jego trybu życia czy sposobu poruszania się.
Źródło: voyagergroup.pl - Skamieniałe drzewa powstały w wyniku wysycenia drewna krzemionką. |
Ciekawostka: W Arizonie znajduje się niesamowity Park Narodowy – Petrified Forest ukryty na pozornie jałowej pustyni. W parku jest kraina sfosylizowanych szczątków pradawnych roślin i zwierząt, która zachwyca różnorodnością i kolorami. Nazwa parku nawiązuje do wielkiego skupiska skamieniałych drzew, które rosły 225 milionów lat temu! Skamieniały las kryje wiele tajemnic…Przede wszystkim skalne dzieła sztuki wyrzeźbione przez wiatr i wodę. Zobaczymy skały mieniące się kolorami za sprawą minerałów, jakimi są pokryte. I tak np. żelazo nadaje odcień czerwieni, a mangan fioletu i czerni. Jednak główna atrakcją parku są skupiska skamieniałych pni drzew, które rosły niegdyś na 60 metrów. Skamieniałe pnie to zmineralizowane szczątki zwalonych, szpilkowych drzew. Drzewa te unosiły się na rzecznyc płyciznach, tam pokrywał je nanos rzeczny i popiół wulkaniczny odcinając dopływ tlenu. Do obumarłych komórek wnikał krzem, który z czasem zmienił się w kolorowe kryształy kwarcu. W niektórych miejscach ściany komórkowe rozpuściły się całkowicie i zastąpił je jaspis, ametyst i czarny kwarc. Sfosylizowane drewno zachwyca każdego i niestety co roku jest go coraz mniej. Skamieniały las zmniejsza się o około 11 ton drewna rocznie. Niestety każdy turysty zauroczony nietypowym drewnem zabiera ze sobą kawałeczek na pamiątkę, co sumuje się na ogromną ilość. Jeśli nic się nie zmieni przyszłe pokolenia mogą już nie zobaczyć skamieniałego lasu.
Odciski i odlewy: Odciski rośliny lub zwierzęcia powstawały w sytuacji, gdy organizm został uwięziony w skale, która znajdowała się pod wpływem wysokiego ciśnienia i wysokiej temperatury. W efekcie tkanki organizmu uległy rozkładowi, ale w skale pozostał jego odcisk. Odlewy natomiast powstawały na skutek wypełnienia wolnych przestrzeni na zewnątrz lub wewnątrz organizmu osadami materiału skalnego, które następnie, ulegając mineralizacji, twardniały.
Ślady działalności organizmów: Skamieniałościami są także zachowane w skałach osadowych ślady działalności organizmów. Należą do nich np. miejsca zamieszkania (kanaliki, norki, gniazda), tropy i odchody zwierząt.
Źródło: podroze.onet.pl - Skamieniałe gniazdo dinozaurów odkryte na pustyni w Mongolii. |
Skamieniałe gniazdo z pozostałościami kilkunastu młodych dinozaurów odkryto na pustyni w Mongolii - informuje serwis Discovery. Zdaniem naukowców, dzięki odkryciu można będzie lepiej poznać obyczaje tych zwierząt. Właścicielem gniazda były niewielkie (o rozmiarach owcy) dinozaury z gatunku Protoceratops andrewsi. Okazuje się, że w gnieździe znajdują się szczątki 15 młodych osobników. Naukowcy podkreślają, że takie znalezisko jest niezwykle rzadkie. Szczątki pogrzebanych w gnieździe osobników mają cechy anatomiczne młodych zwierząt, np. duże oczy czy skrócone pyski. Nie mają za to rogów i kryz rogowych wokół głowy, które występowały u dorosłych protoceratopsów. Większość szkieletów jest kompletna. Co więcej, duża liczba potomstwa wskazuje na wysoką umieralność, powodowaną przez drapieżniki i trudne warunki środowiska. Porywaniem młodych mógł zajmować się groźny drapieżnik velaciraptor. Młode, takie jak te, mógł zjadać "na deser" - opisuje współautor badań, David Fastovsky z University of Rhode Island w USA. Badacz przypomina, że w Mongolii odkryto dwa szkielety sczepione ze sobą w walce - jeden należał do protoceratopsa, drugi - do velociraptora. Najnowsze badania oczodołów protoceratopsa dowodzą, że było to zwierzę aktywne zarówno nocą, jak i za dnia. Z kolei velociraptor był zwierzęciem nocnym, a zatem napady na gniazda musiały się odbywać pod osłoną nocy. Źródło: RMF24-PAP.
Formy przejściowe: Szczególnym typem skamieniałości są skamieniałości tzw. form przejściowych (ogniw pośrednich), czyli organizmów łączących cechy dwóch grup systematycznych. Formą przejściową jest np. ichtiostega, mająca zarówno cechy typowe dla płazów, jak i dla ryb, a także tiktaalik - organizm podobny do ryby, ale poruszający się po lądzie jak płaz.
Formy przejściowe niekiedy nazywa się brakującymi ogniwami ewolucji. Są one dowodem na to, że jedne grupy organizmów wywodzą się od innych, powstałych wcześniej. Ze względu na dokonywane stale nowe odkrycia trudno jest jednoznacznie ustalić, który organizm jest bezpośrednim przodkiem młodszej filogenetycznie grupy. Na przykład sejmuria do niedawna była opisywana jako ogniwo pośrednie pomiędzy płazami a gadami. Okazało się jednak, że nie jest ona przodkiem gadów, ponieważ odkryto skamieniałości organizmów żyjących wcześniej niż sejmuria, u których występowały cechy typowe dla gadów. Z tego względu obecnie klasyfikuje się sejmurię jako przedstawiciela płazów meandrowców.
Źródło: The Wonderful Paleo Art of Heinrich Harder (1858-1935) - - Archeopteryx. |
Archaeopteryx – rodzaj późnojurajskego teropoda z rodziny Archaeopterygidae. Archaeopteryx był średnich rozmiarów zwierzęciem wielkości kruka. Miał czteropalczastą stopę, z których pierwszy palec był przeciwstawny pozostałym. Przednia kończyna była trójpalczasta, ogon kostny zbudowany z wielu kręgów, długi i prosty. Archaeopteryx miał zęby, a na palcach skrzydeł pazury. Powszechnie uznawany jest za „pierwszego ptaka” – większość analiz wskazuje na jego przynależność do Avialae (czyli grupy obejmującej zwierzęta bliżej spokrewnione ze współczesnymi ptakami niż z deinonychozaurami)[1], choć według niektórych Archaeopterygidae są deinonychozaurami, i tym samym są bliżej spokrewnione z dromeozaurami i troodontami niż ze współczesnymi ptakami. Wszystkie odkryte dotąd skamieniałości archeopteryksów pochodzą z okresu 150,8–145,5 mln lat temu (tyton, późna jura).
Opis: Archeopteryks żył przed 150 mln lat i obecnie znany jest z nielicznych skamieniałości, zwłaszcza z okolic miejscowości Solnhofen w Bawarii. Miał ok. 45 cm długości. Jego odkrycie było paleontologiczną sensacją, bowiem w swej budowie łączy zarówno cechy gadów (np. uzębienie), jak i ptaków (np. pióra[3]), a przez to jest dowodem ewolucji, jako tak zwana forma pośrednia. Przypuszczalnie potrafiły aktywnie latać, jednak nie jest to pewne. Dokładne przebadanie szkieletów wykazało, że pomagały im w tym lotki obecne na tylnych kończynach, podobnie jak u niektórych deinonychozaurów. Podobnie jak deinonychozaury, Archaeopteryx miał również powiększony drugi palec stopy (u deinonychozaurów był zakończony długim zakrzywionym szponem)[4]. Jedna z koncepcji dotyczących odżywiania się archeopteryksa mówi, że prowadził on nadmorski tryb życia i żywił się wyrzuconymi na brzeg rybami oraz chwytał owady niesione przez wiatr ku morzu. Przypuszczalnie wiatr niekiedy zwiewał archeopteryksy na głębsze wody, gdzie tonęły, co tłumaczyłoby znakomite zachowanie większości szczątków[5].
Ubarwienie: Analiza kształtu melanosomów odkrytych w piórze pokrywy pierwszego rzędu wskazuje, że za życia noszącego je zwierzęcia pióro to było czarno ubarwione. Intensywna melanizacja zapewniałaby strukturalne korzyści piórom archeopteryksa podczas pierwszych etapów ewolucji lotu dinozaurów[6].
Dane paleobiologiczne: Archaeopteryx wykazywał wiele prymitywnych cech bardziej bazalnych celurozaurów, takich jak obecność zębów i długiego kostnego ogona, miał jednak asymetryczne pióra na skrzydłach i ogonie, a ich rozmieszczenie było podobne, jak u współczesnych ptaków, co sugeruje, że był przynajmniej w pewnym stopniu zdolny do lotu. Analiza odlewu puszki mózgowej i ucha wewnętrznego dowodzi, że dominującym zmysłem archeopteryksa był wzrok, a rejony mózgu odpowiedzialne za wzrok i orientację w przestrzeni były rozwinięte podobnie, jak u współczesnych ptaków. Według analizy Patricio Alonso i współpracowników Archaeopteryx miał zaawansowane neurologiczne oraz anatomiczne przystosowania do lotu[7]. U archeopteryksa nieobecny był Wulst – część mózgowia o szczególnym znaczeniu dla przetwarzania bodźców zmysłowych[8].
Trzon kości udowej archeopteryksa, podobnie jak u bazalnego dromeozauryda Mahakala składa się niemal wyłącznie z włókien równoległych z podłużnie zorientowanymi kanałami naczyniowymi. Kanały te są ciasno ułożone – porowatość wynosi 0,68%. Odkrycie, że kości długie archeopteryksa były zbudowane z wolno rosnących, typowych dla gadów włókien równoległych było nieoczekiwane, gdyż spodziewano się dobrze unaczynionej kości grubowłóknistej. Pod względem fizjologii Archaeopteryx nie różnił się jednak od nieptasich dinozaurów. Analizy histologiczne sugerują, że dojrzałość somatyczną osiągał nie wcześniej niż po 970 dniach. Masę nowo wyklutego pisklęcia oszacowano na 43 g, zaś osobnika dorosłego – na około 895 g[9].
Metody datowania stosowane w paleontologii: Aby móc określić wiek skamieniałości należy ocenić wiek skał, w których zostały one odnalezione. Nie jest to proste, ponieważ skały osadowe często nie są ułożone warstwowo w kolejności, w jakiej powstawały. W ciągu lat uległy one różnym przekształceniom związanym z procesami zachodzącymi w skorupie ziemskiej, m.in. z działalnością wulkaniczną i trzęsieniami ziemi. Do najważniejszych stosowanych w paleoontologii metod datowania należą metody radioizotopowe oraz metoda biostratygraficzna.
Metody radioizotopowe pozwalają na ocenę bezwzględnego wieku skał. Wykorzystuje się w nich izotopy pierwiastków promieniotwórczych zawartych w skałach, a badania opierają się na zjawisku rozpadu promieniotwórczego. Polega ono na rozpadzie jądra atomowego pierwiastka z jednoczesną emisją promieniowania. Efektem jest przemiana tego jądra w w jądro innego pierwiastka, np. jądra izotopu uranu (U-238) w jądro izotopu ołowiu (Pb-206). Każdy z pierwiastków promieniotwórczych wykazuje charakterystyczną dla siebie szybkość rozpadu, która nie zależy od żadnych parametrów środowiska (np. temperatury i ciśnienia). Dzięki ustaleniu, na jakim etapie rozpadu jest pierwiastek, można ocenić wiek skały. Czas potrzebny do przemiany połowy pierwiastka promieniotwórczego w inny pierwiastek nazywa się okresem połowicznego rozpadu. W paleontologii wykorzystuje się kilka różnych pierwiastków promieniotwórczych o znanym okresie połowicznego rozpadu, m.in. uran (U-238; okres połowicznego rozpadu - 4,5 mld lat), potas (K-40; 1,42 mld lat), węgiel (C-14; 5730 lat). Datowanie z użyciem pierwiastka promieniotwórczego polega na określeniu stosunku zawartości izotopu wyjściowego do zawartości produktu jego rozpadu.
Metoda biostratygraficzna jest jedną z metod pozwalających na ocenę względnego wieku skał, czyli ustalenie, która warstwa skalna jest starsza, a która młodsza. Polega ona na analizie występowania tzw. skamieniałości przewodnich. Są to organizmy kopalne występujące w przeszłości masowo w stosunkowo krótkim przedziale czasu na dużym obszarze geograficznym. Odkrywa się je w tych samych warstwach skał osadowych w różnych strefach geograficznych, nigdy zaś w warstwach pochodzących z innych okresów.
Listę amonitów znajdziesz: tutaj (klik!).
Żywe skamieniałości: Do bezpośrednich dowodów ewolucji należą również relikty filogenetyczne (żywe skamieniałości). Są to gatunki, które przetrwały wiele milionów lat do czasów współczesnych w niezmienionej formie. Najczęściej odznaczają się one małą liczebnością i zajmują niewielkie terytorium, będące pozostałością znacznie większego niegdyś obszaru. Współcześnie żywe skamieniałości są zazwyczaj reprezentowane przez niewielką liczbę osobników należących do pojedynczych rodzajów lub gatunków. Analiza ich budowy, fizjologii oraz zachowania jest ważnym źródłem wiedzy o organizmach żyjących w przeszłości na Ziemi.
Pośrednie dowody ewolucji: W związku z tym, że zapis kopalny jest fragmentaryczny, dla poznania procesu ewolucji bardzo duże znaczenie mają jej pośrednie dowody. Opierają się one na analizie podobieństw oraz różnic w budowie i sposobie funkcjonowania organizmów. Do tego celu wykorzystuje się dane z zakresu anatomii porównawczej, embriologii, biogeografii, biochemii, fizjologii oraz genetyki. Pozwalają one wnioskować o pokrewieństwie różnych grup systematycznych.
Jedność budowy i funkcjonowania: Organizmy są zbudowane z komórek, ponadto w obrębie poszczególnych grup systematycznych występuje podobny plan budowy. Wszystkie organizmy wykazują także takie same podstawowe czynności życiowe - oddychanie, odżywianie, wydalanie, poruszanie się, rozmnażanie i reagowanie na bodźce. Wskazuje to na jedność ich budowy i funkcjonowania.
Podobieństwo budowy organizmów można analizować zarówno w odniesieniu do całego ciała, jak i do poszczególnych narządów i tkanek. Na przykład u owadów, które są bardzo różnorodną grupą zwierząt, widoczne są cechy wspólne, takie jak zróżnicowanie ciała na głowę, tułów i odwłok czy obecność trzech par odnóży tułowiowych, pełniących zazwyczaj funkcję lokomotoryczną. Na tej właśnie podstawie wnioskuje się, że owady są ze sobą spokrewnione.
Narządy homologiczne i analogiczne: Informacji o pochodzeniu i ewolucji poszczególnych organizmów dostarcza anatomia porównawcza. W jej ramach prowadzi się badania dotyczące podobieństw i różnic pomiędzy współcześnie żyjącymi organizmami.
Podobieństwo budowy wynikające ze wspólnego pochodzenia to homologia. Może ono dotyczyć całego organizmu, a także jego poszczególnych elementów. Narządy o wspólnym pochodzeniu nazywa się narządami homologicznymi. Na przykład kończyna przednia konia i kończyna przednia nietoperza są zbudowane z takich samych elementów, jednak różnią się wyglądem, ponieważ są przystosowane do pełnienia różnych funkcji. U roślin przykładami struktur homologicznych są liście pułapkowe dzbanecznika, liście spichrzowe cebuli i liście ozdobne poinsencji.
Powstawanie różnic pomiędzy blisko spokrewnionymi organizmami w związku z ich przystosowywaniem się do funkcjonowania w różnych środowiskach nazywa się dywergencją (ewolucją rozbieżną). Przykładowo delfin w wyniku dywergencji przystosował się do środowiska wodnego, dlatego różni się wyglądem od ssaków lądowych.
(...) Upodabnianie się organizmów niespokrewnionych pod wpływem tych samych lub podobnych warunków środowiska określa się mianem konwergencji (ewolucji zbieżnej). Na przykład w wyniku konwergencji rekiny i delfiny upodobniły się do siebie kształtem ciała. Istnienie narządów analogicznych ma duże znaczenie dla badań nad zdolnościami przystosowawczymi organizmów oraz wpływem środowiska na ich budowę i sposób funkcjonowania. Należy jednak pamiętać, że w niektórych przypadkach trudno jest odróżnić analogie, będące skutkiem przystosowania do środowiska, od podobieństw, wynikających ze wspólnego pochodzenia organizmów.
Narządy szczątkowe i atawizmy: Osobną grupę dowodów na istnienie ewolucji z zakresu anatomii stanowią narządy szczątkowe. Są to narządy, które u współcześnie żyjących organizmów uległy silnemu uwstecznieniu, natomiast u ich przodków były dobrze rozwinięte i spełniały ważne funkcje. Narządami szczątkowymi są m.in.:
Haeckel dopuścił się oszustwa w sporządzaniu rysunków ilustrujących prawo biogenetyczne. Rysunki te przez dziesięciolecia były umieszczane w podręcznikach biologii wprowadzając w błąd kolejne pokolenia. Podobno sam Haeckel był niezwykle mocno przekonany do teorii Darwina, a oszustwo było motywowane właśnie chęcią wsparcia teorii ewolucji. Cóż, motyw nie może usprawiedliwić przestępstwa, a takie popełnił Haeckel.
Listę amonitów znajdziesz: tutaj (klik!).
Żywe skamieniałości: Do bezpośrednich dowodów ewolucji należą również relikty filogenetyczne (żywe skamieniałości). Są to gatunki, które przetrwały wiele milionów lat do czasów współczesnych w niezmienionej formie. Najczęściej odznaczają się one małą liczebnością i zajmują niewielkie terytorium, będące pozostałością znacznie większego niegdyś obszaru. Współcześnie żywe skamieniałości są zazwyczaj reprezentowane przez niewielką liczbę osobników należących do pojedynczych rodzajów lub gatunków. Analiza ich budowy, fizjologii oraz zachowania jest ważnym źródłem wiedzy o organizmach żyjących w przeszłości na Ziemi.
Jedność budowy i funkcjonowania: Organizmy są zbudowane z komórek, ponadto w obrębie poszczególnych grup systematycznych występuje podobny plan budowy. Wszystkie organizmy wykazują także takie same podstawowe czynności życiowe - oddychanie, odżywianie, wydalanie, poruszanie się, rozmnażanie i reagowanie na bodźce. Wskazuje to na jedność ich budowy i funkcjonowania.
Podobieństwo budowy organizmów można analizować zarówno w odniesieniu do całego ciała, jak i do poszczególnych narządów i tkanek. Na przykład u owadów, które są bardzo różnorodną grupą zwierząt, widoczne są cechy wspólne, takie jak zróżnicowanie ciała na głowę, tułów i odwłok czy obecność trzech par odnóży tułowiowych, pełniących zazwyczaj funkcję lokomotoryczną. Na tej właśnie podstawie wnioskuje się, że owady są ze sobą spokrewnione.
Narządy homologiczne i analogiczne: Informacji o pochodzeniu i ewolucji poszczególnych organizmów dostarcza anatomia porównawcza. W jej ramach prowadzi się badania dotyczące podobieństw i różnic pomiędzy współcześnie żyjącymi organizmami.
Podobieństwo budowy wynikające ze wspólnego pochodzenia to homologia. Może ono dotyczyć całego organizmu, a także jego poszczególnych elementów. Narządy o wspólnym pochodzeniu nazywa się narządami homologicznymi. Na przykład kończyna przednia konia i kończyna przednia nietoperza są zbudowane z takich samych elementów, jednak różnią się wyglądem, ponieważ są przystosowane do pełnienia różnych funkcji. U roślin przykładami struktur homologicznych są liście pułapkowe dzbanecznika, liście spichrzowe cebuli i liście ozdobne poinsencji.
Powstawanie różnic pomiędzy blisko spokrewnionymi organizmami w związku z ich przystosowywaniem się do funkcjonowania w różnych środowiskach nazywa się dywergencją (ewolucją rozbieżną). Przykładowo delfin w wyniku dywergencji przystosował się do środowiska wodnego, dlatego różni się wyglądem od ssaków lądowych.
Podobieństwo wynikające nie ze wspólnego pochodzenia, ale z życia w podobnym środowisku i przystosowania do pełnienia podobnych funkcji nazywa się analogią. Podobnie jak homologia może ono dotyczyć zarówno całego organizmu, jak i jego poszczególnych elementów. Narządy, które nie mają wspólnego pochodzenia, lecz są zewnętrznie podobne na skutek pełnienia podobnych funkcji, określa się mianem narządów analogicznych. Przykładem takich narządów są skrzydła owadów i ptaków.
Formy sukulentów --> Rośliny kaktusowate zawsze są sukulentami, zaś wilczomleczowate przyjmują różnorodne formy morfologiczne.(...) Upodabnianie się organizmów niespokrewnionych pod wpływem tych samych lub podobnych warunków środowiska określa się mianem konwergencji (ewolucji zbieżnej). Na przykład w wyniku konwergencji rekiny i delfiny upodobniły się do siebie kształtem ciała. Istnienie narządów analogicznych ma duże znaczenie dla badań nad zdolnościami przystosowawczymi organizmów oraz wpływem środowiska na ich budowę i sposób funkcjonowania. Należy jednak pamiętać, że w niektórych przypadkach trudno jest odróżnić analogie, będące skutkiem przystosowania do środowiska, od podobieństw, wynikających ze wspólnego pochodzenia organizmów.
Narządy szczątkowe i atawizmy: Osobną grupę dowodów na istnienie ewolucji z zakresu anatomii stanowią narządy szczątkowe. Są to narządy, które u współcześnie żyjących organizmów uległy silnemu uwstecznieniu, natomiast u ich przodków były dobrze rozwinięte i spełniały ważne funkcje. Narządami szczątkowymi są m.in.:
- szczątkowe kości miednicy i kończyn tylnych wieloryba,
- szczątkowe liście na łodygach kanianki,
- wyrostek robaczkowy, mięśnie poruszające małżowiną uszną, kość ogonowa, ostatnie zęby trzonowe (zęby mądrości) u człowieka.
U współcześnie żyjących osobników niekiedy pojawiają się cechy występujące wyłącznie u ich odległych przodków. Cechy te nazywamy atawizmami. Do atawizmów należą m.in. dodatkowe palce u ssaków o zredukowanej ich liczbie (np. koni), silne owłosienie ciała lub kły wystające poza linię zgryzu u człowieka.
Źródło: http://todosobrecologia.blogspot.com - - Ernst Haeckel. |
Dowody ewolucji z zakresu embriologii: O wspólnym pochodzeniu organizmów świadczy również podobieństwo ich rozwoju embrionalnego. Na przykład u kręgowców we wczesnym etapie rozwoju trudno jest rozróżnić zarodki poszczególnych gromad. Na tej podstawie w XIX w. Ernst Haeckel [wym. hekl] sformułował prawo biogenetyczne. Głosiło ono, że ontogeneza (rozwój osobniczy) jest skróconym powtórzeniem filogenezy (rozwoju rodowego). Współcześnie prawo to uznaje się za błędne. W rozwoju zarodkowym można jednak zaobserwować pojawianie się cech wspólnych dla całych grup, np. struny grzbietowej czy zawiązków łuków skrzelowych, które nie występują u osobników dorosłych.
Źródło: tomwitkow.files.wordpress.com - Ilustracja, która pokazuje to, co przedstawił światu Haeckel w porównaniu z tym, jak naprawdę wyglądają embriony poszczególnych gatunków. |
Źródło: https://images.slideplayer.pl/10/2987152/slides/slide_11.jpg - Przebieg rekapitulacji w ontogenezie objaśniony za pomocą schematu. |
Dowody ewolucji z zakresu biogeografii: Biogeografia zajmuje się rozmieszczeniem organizmów na Ziemi. W badaniach z zakresu tej dziedziny ważna jest znajomość procesów geologicznych i ich wpływu na stan środowiska oraz analiza zmian, którym w ciągu lat podlegały organizmy. Na przykład występowanie zupełnie innych gatunków roślin i zwierząt na obszarach Afryki oraz Ameryki Południowej, mimo panujących tam podobnych warunków środowiska, tłumaczy się istnieniem nieprzekraczalnej dla nich bariery geograficznej w postaci Oceanu Atlantyckiego. Na podstawie danych geologicznych stwierdzono, że kontynenty te oddzieliły się od siebie ok. 110 mln lat temu, pod koniec ery mezozoicznej. Od tej pory były odizolowane, dlatego występujące na nich organizmy ewoluowały niezależnie od siebie i obecnie różnią się wyglądem pomimo pochodzenia od wspólnego przodka.
Działaniem ewolucji można wytłumaczyć również występowanie wielu endemitów na wyspach. Przykładami są fauna i flora obserwowane przez Darwina na wyspach Galapagos.
Podobieństwo biochemiczne organizmów: Dowodami na istnienie powiązań ewolucyjnych między organizmami są podobieństwa struktur i funkcji różnych związków występujących w komórce. Należą do nich m.in.:
- taka sama struktura wielkocząsteczkowych związków organicznych (przede wszystkim białek i kwasów nukleinowych), wchodzących w skład wszystkich organizmów,
- wykorzystywanie ATP jako podstawowego akumulatora i nośnika energii w komórkach wszystkich organizmów,
- wytwarzanie przez organizmy większości zwierząt (od gąbek do ssaków) niektórych enzymów trawiennych, np. amylazy,
- podobieństwo budowy chlorofilu - barwnika aktywnego podczas fotosyntezy - do budowy hemoglobiny - barwnika uczestniczącego w transporcie gazów oddechowych u zwierząt,
- podobieństwo budowy niektórych istotnych dla funkcjonowania organizmu białek, np. cytochromu C,
- podobieństwo niektórych hormonów zwierzęcych i ludzkich, np. insuliny ludzkiej i świńskiej,
- podobieństwo budowy antygenów grupowych krwi u człowieka i małp człekokształtnych.
Źródło: szkolnictwo.pl - Drzewo filogenetyczne organizmów. |
Próby odtworzenia filogenezy: Na podstawie dowodów ewolucji naukowcy starają się ustalić filogenezę, czyli rozwój rodowy organizmów. W tym celu próbują tworzyć systematykę filogenetyczną, która jest oparta na pochodzeniu i pokrewieństwie ewolucyjnym organizmów. Przedstawia się ją graficznie w postaci drzewa rodowego (drzewa filogenetycznego). Próby odtworzenia filogenezy prowadzone są na podstawie badań z zakresu biochemii i genetyki, które pozwalają z dużą dokładnością określić podobieństwa i różnice między poszczególnymi gatunkami. Badania te obejmują m.in.:
- określanie i porównywanie sekwencji aminokwasów tych samych białek występujących u różnych gatunków,
- określanie i porównywanie sekwencji nukleotydów z odpowiadających sobie genów u organizmów należących do różnych gatunków.
Uzyskane wyniki umożliwiają sprawdzenie, czy klasyfikacja organizmów, dokonana uprzednio na podstawie analizy morfologicznej, jest poprawna.
Przykładem badań filogenetycznych jest próba stworzenia drzewa rodowego organizmów na podstawie analizy budowy związków chemicznych wchodzących w ich skład. Białkiem występującym w komórkach wszystkich organizmów jest cytochrom c. Jest on umiejscowiony w wewnętrznej błonie mitochondrialnej i uczestniczy w jednym z etapów oddychania komórkowego (stanowi bowiem centralny element łańcucha transportu elektronów w mitochondrium). Porównanie składu i kolejności aminokwasów budujących to białko pozwala wnioskować o stopniu pokrewieństwa badanych gatunków, a także o czasie rozejścia się ich linii rozwojowych. Im wcześniej to nastąpiło, tym większe są różnice w budowie cytochromu c.
Zapraszam do rozwiązania ciekawego ćwiczenia dotyczącego Cytochromu C zamieszczonego na portalu "Science in School - The European journal for science teachers" w artykule pt. "Wykorzystanie baz danych w nauczaniu o ewolucji i biochemii"
Bibliografia i wykorzystane źródła:
1) Podręcznik "Biologia na czasie 3" - F. Dubert, M. Jurgowiak, M. Marko-Worłowska, W. Zamachowski. Numer ewidencyjny w wykazie MEN: 564/3/2014.
1) Podręcznik "Biologia na czasie 3" - F. Dubert, M. Jurgowiak, M. Marko-Worłowska, W. Zamachowski. Numer ewidencyjny w wykazie MEN: 564/3/2014.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz