Еволюція тварин

ВСТУП

& 4. Еволюція тварин

1. Пристосованість тварин до середовища. Повернімося до нашого уявного ставка (див. форзац 1). Шуліка летить над водою, окунь очікує на здобич у воді, дощовий черв’як робить хід у грунті…

Чому ці тварини такі різні?

Ще давньогрецький учений Арістотель (с. 11, рис. 2.10) зрозумів, що тварини відповідають своєму середовищу. Крила шуліки відповідають властивостям повітря, плавці окуня – особливостям води, а витягнуте тіло черв’яка – щільності грунту. Ця відповідність дістала назву пристосованість.

Які

середовища існування тварин зображені на малюнку ставка?

Існує чотири основні середовища існування. Ви легко назвете наземно-повітряне, водне та грунтове середовища. А четвертим є інші організми.

Чому відносно нечисленні основні середовища життя населені безліччю різних видів тварин? В одному середовищі можуть жити дуже різні тварини. Наприклад, у воді ставка живуть і окунь, і рачок дафнія, і жук-плавунець. Кожному виду тварин характерний свій спосіб життя, тобто свій характер взаємовідносин

із середовищем свого існування.

2. Пристосованість і різноманіття тварин – наслідок еволюції.

Чому існує так багато видів тварин? Чому вони такі різні? Згадайте: усі тварини є родичами й мають спільних предків. Усі види живих організмів і їхні групи – наслідок еволюції, історичного розвитку живого світу. Ознайомимося з кількома особливостями еволюції.

1. Хід еволюції нагадує гілкування дерева (рис. 4.1): еволюційні лінії, що поєднують предків і їхніх нащадків, розгалужуються, відходячи від спільного стовбура.

2. Еволюційний процес є дуже тривалим. Так, останній спільний предок людини й шимпанзе (наших найближчих сучасних родичів) жив майже 6 млн років тому! З часом еволюційні лінії його нащадків розділилися на дві гілки, представники яких пристосувалися до різних способів життя.

3. Еволюція робить види більш пристосованими до середовища їхнього існування й дозволяє кожному з них опановувати нове місцеперебування. Так, перші ссавці були невеликими лісовими тваринами, які живилися комахами (рис. 4.1). Серед їхніх нащадків – і кити, що перейшли до життя в океані, і білі ведмеді, які пристосувалися до життя в Арктиці, і люди, які заселили Землю та змогли вийти навіть у космос.

4. Еволюція часто зумовлює виникнення складніших, більш досконалих тварин. Але навіть дуже “прості” організми, які добре пристосувалися до певного способу життя, продовжують існувати поруч із більш досконалими. Якщо вони нагадують своїх дуже давніх предків, їх можна назвати архаїчними, тобто такими, що мають ознаки давнини. Представників “молодих” груп, яким властиві ознаки, що виникли відносно недавно, можна називати еволюційно просунутими. Наприклад, однопрохідні (до яких належить качконіс) є архаїчною групою звірів, а примати (до яких належать людина й різноманітні мавпи) – еволюційно просунутою (рис. 4.1).

3. Як вивчають еволюцію? Установити походження певної групи тварин зазвичай дуже складно, але це необхідно для розуміння особливостей еволюції. Як дізнаються, що одна група тварин походить від якоїсь іншої? Еволюцію неможливо спостерігати особисто, бо триває вона впродовж великих проміжків часу. Про шляхи еволюції дізнаються, вивчаючи її сліди й наслідки.

 Еволюція тварин

Рис. 4.1. Такими шляхами, за сучасними уявленнями, відбувалась еволюція ссавців.

Сліди еволюції зберігає Земля. Протягом існування нашої планети на дні водойм накопичувалися мул, мінерали, рештки організмів, з яких утворювались осадові гірські породи. За розташуванням осадових порід можна встановити послідовність їх утворення: більш давні породи зазвичай залягають нижче від молодших. Вивчаючи послідовність і склад осадових порід, учені поділили історію Землі на окремі періоди, установили їх тривалість і послідовність. В осадових породах різного віку знаходять викопні рештки різних живих істот. Їх вивчення дає змогу встановити історію змін останніх.

Наслідком еволюції є те, що споріднені групи тварин, як правило, більш подібні, ніж ті, що не є родичами. Вивчаючи будову тварин й особливості їхнього розвитку, можна визначити споріднені види й установити зміни, що з ними відбулися в процесі еволюції. Важливим джерелом знань про еволюцію є також відомості про поширення тварин поверхнею Землі.

4. Як молекули свідчать про еволюцію? Ви, мабуть, знаєте, що найважливішими речовинами в складі живих організмів є білки. Саме вони відповідають за перетворення речовин, які відбуваються в організмі тварини. Білки – велетні серед інших молекул. За будовою вони нагадують ланцюг з окремих складових. Будь-яка клітина будує свої білки за програмою, що міститься в молекулах ДНК (дезоксирибонуклеїнової кислоти). Молекули ДНК ще більші, ніж білки. Це ніби ланцюжки зі складових, які можна порівняти з літерами. Послідовністю цих “літер” у молекулі ДНК і закодовано склад білків будь-якого організму (рис. 4.2).

Одним із наслідків еволюції є те, що послідовності ДНК (а отже, і білків) змінюються. У родичів ці послідовності більш подібні, ніж у далеких один від одного організмів. Завдяки сучасним методам молекулярної біології можна прочитати ці послідовності й дізнатися про те, як відбувалася еволюція.

 Еволюція тварин

РИС. 4.2. Причинно-наслідковий ланцюжок, що зумовлює особливості організмів.

 Еволюція тварин

Рис. 4.3. Так змінилися уявлення вчених про шляхи еволюції та спорідненість цих груп тварин

Цікаво, що вивчення шляхів еволюції завдяки дослідженню молекул у більшості випадків підтвердило висновки вчених, які вивчали будову, розвиток і поширення тварин. Утім, деякі результати виявилися несподіваними, й без вивчення молекул їх неможливо було б отримати (рис. 4.3).

Завдяки сучасним методам досліджень наші знання про еволюцію стали набагато детальнішими та надійнішими. Надалі ми не раз розповідатимемо, від яких предків походили ті чи інші тварини. Ці знання було отримано за допомогою всіх описаних у цьому параграфі способів.

Тварини пристосовані до свого способу життя в певному середовищі. Існує чотири основні середовища існування: наземно-повітряне, водне, грунтове та інші організми. Пристосованість і різноманітність тварин є наслідком еволюції – історичного розвитку живого світу. Хід еволюції вивчають, використовуючи дані різних наук, наприклад, порівнюючи послідовності складових у молекулах ДНК різних видів тварин.

Пристосованість; середовище; спосіб життя; еволюція; осадові гірські породи; архаїчні й еволюційно просунуті групи тварин; білки; ДНК.

1. Які вам відомі джерела знань про еволюцію? Опишіть їх значення.

2. Розгляньте малюнок 4.1 і зробіть припущення, коли приблизно жили останні спільні предки китоподібних і парнопалих. А коли – предки китоподібних і непарнопалих? Китоподібних і гризунів?

3. Який шар осадових порід у непорушеній геологічній послідовності розташований вище: той, у якому залишилися рештки останнього предка усіх звірів, чи той, у якому можна знайти рештки останнього спільного предка людини та шимпанзе?

4. Черви виникли раніше, ніж звірі. Порівнюючи ці групи, яку з них можна назвати архаїчною, а яку – еволюційно просунутою?

5. Чому еволюційні зміни організмів відображаються в складі їхньої ДНК?

Як вивчення молекул допомагає встановлювати хід еволюції?

6. Як ви думаєте, навіщо людині вивчати еволюцію тварин? Підтвердьте свою відповідь прикладами.

5. Суперечки про еволюцію. Ми сказали, що види тварин виникли внаслідок еволюції. Чи є це твердження спробою спростувати віру в Бога? Ні. Наука й віра ніби лежать у різних “площинах”. На відміну від віри, яка не потребує доказів, наукові узагальнення можна довести або спростувати. Незалежно від того, є ви атеїстами чи віруючими, ви можете довіряти науці у вивченні еволюції.

Колись віруючим здавалося, що відкриття фізичних законів руху було спробою “скасувати” Бога. “Якщо не Бог, то хто забезпечує рух кинутого каменя?” – запитували вони. Тепер кожен школяр може відповісти на це запитання та пояснити явище інерції. З пізнанням світу в минуле відійдуть і суперечки про те, чи відбувалася еволюція.

На запитання, чи відбувається еволюція, наука має чітку відповідь. Еволюція – беззаперечно доведений факт. Чимало відомо про її механізми. Так, зрозуміло, що головним “двигуном” еволюції є природний добір – виживання та розмноження більш пристосованих особин. Однак залишилося ще багато загадок, і з розвитком науки наші уявлення про механізм еволюції можуть дещо змінюватися.

Тривають суперечки щодо питання про походження людини, хоча й про це науковцям відомо вже дуже багато. До цього часу деяким людям важко повірити в те, що еволюційні шляхи людини та сучасних мавп розійшлися зовсім нещодавно (за еволюційними вимірами). Але підстав для такої недовіри вже не залишилося. Це не означає, що вчені можуть знайти якусь кістку напівмавпи-напівлюдини й визначити, чи є вона нашою “бабусею”. Проте ми знаємо чимало видів вимерлих мавп і людей, що утворюють послідовні ряди, один з яких веде до сучасної людини. Ми знаємо, як змінювалися в часі наші предки й можемо припускати, якими причинами це зумовлено. Ця проблема – одна з найцікавіших у всій науці.

Декому й досі здається, що спорідненість з іншими тваринами (зокрема з мавпами) є чимось принизливим. Такі люди відмовляються вірити науковим даним про походження людини. Насправді і наш вид, і будь-який інший вид тварин – справжні шедеври еволюції. Нам нетреба соромитися власної природи й не слід нехтувати іншими тваринами. Усі вони – наші чудові родичі (рис. 4.4).

 Еволюція тварин

Рис. 4.4. Усі тварини як наші більшою або меншою мірою близькі родичі заслуговують на нашу увагу й співчуття




Еволюція тварин