| Главная » Статьи » Врожденные основы нашего поведения » Словарь |
Филогенез
  БОЛЬШОЙ ЭНЦИКЛОПЕДИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ:
ФИЛОГЕНЕЗ (от греч. phylon - род, племя и ... генез), процесс исторического развития мира живых организмов как в целом, так и отдельных групп - видов, родов, семейств, отрядов (порядков), классов, типов (отделов), царств. Филогенез изучается в единстве и взаимообусловленности с индивидуальным развитием организмов - онтогенезом. БОЛЬШАЯ СОВЕТСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ:
ФИЛОГЕНЕЗ (от греч. phэlon – племя, род, вид и ...генез), филогения, историческое развитие организмов. Термин введён нем. эволюционистом Э. Геккелем в 1866. Процесс Филогенеза и его закономерности изучает филогенетика. Основной задачей при изучении Филогенеза является реконструкция эволюционных преобразований животных, растений, микроорганизмов, установление на этой основе их происхождения и родственных связей между таксонами, к которым относятся изученные организмы. Для этой цели Э. Геккель разработал метод «тройного параллелизма», позволяющий путём сопоставления данных трёх наук – морфологии, эмбриологии и палеонтологии – восстановить ход исторического развития изучаемой систематической группы. Привлечение данных эмбриологии для реконструкции эволюционных преобразований организмов потребовало изучения соотношения между их индивидуальным и историческим развитием и уточнения понятия Филогенеза. Английский эволюционист У. Гарстанг в 1922 сформулировал представление о Филогенезе как о последовательности онтогенезов в следующих друг за другом поколениях, связанных соотношением: родители – дети – внуки. Эта идея была развита И. И. Шмальгаузеном, который считал, что Филогенез представляет собой «исторический ряд известных (отобранных) онтогенезов». Трактовка Филогенеза как исторической последовательности онтогенезов, прошедших контроль естественного отбора, позволяет установить процесс развития любой систематической группы. Это зависит от выбора признаков, по которым устанавливается филогенетическая преемственность форм, от наличия данных палеонтологии и от задач исследования. Изучение исторических изменений признаков, характерных для данной систематической группы, позволяет реконструировать Филогенез этой группы, однако неравномерность темпов эволюции признаков и неизбежность экстраполяции результатов изучения ограниченного числа признаков на Филогенез целостного организма, а затем на Филогенез таксона, понижает точность реконструкции Филогенеза и часто ведёт к ошибкам. Поэтому для целей реконструкции Филогенеза всё шире привлекаются данные целого ряда биологических наук, например молекулярной биологии, биохимии, генетики, биогеографии, экологии и др. Эти данные позволяют компенсировать неполноту палеонтологической летописи и уточнить реконструкции Филогенеза, полученные классическим методом тройного параллелизма. Особое значение приобретает анализ адаптивного значения филогенетических преобразований. Такой подход позволяет резко повысить достоверность филогенетических реконструкций. Изучение Филогенеза служит основой построения естественной системы, развития эволюционной теории и более глубокого изучения отдельных таксономических групп; оно важно для исторической геологии и стратиграфии. Филогенез различных групп животных, растений и микроорганизмов изучен крайне неравномерно. Это обусловлено как различным количеством палеонтологических и эмбриологических данных, так и исторически сложившимся направлением изучения той или иной таксономической группы. Палеонтологам известно менее 3% от предполагаемого числа современных видов (около 4,5 млн.). Эта неполнота палеонтологической летописи затрудняет реконструкции Филогенеза. Наиболее полно изучен Филогенез позвоночных животных и высших растений, что обусловлено относительной молодостью этих таксонов и наличием палеонтологических данных. Для некоторых групп позвоночных, например гоминид, хоботных и ряда др., филогенетические связи установлены с точностью до родов и видов. Среди беспозвоночных животных подробно изучен Филогенез некоторых групп моллюсков, плеченогих (брахиоподы) и членистоногих. Однако родственные связи между типами животного царства, так же как филогенетические связи таксонов более низкого ранга, например отрядов млекопитающих, во многом дискуссионны. Наименее подробно изучен Филогенез низших растений, что обусловлено древностью происхождения этих групп и неполнотой как палеонтологических, так и эмбриологических данных. Особую задачу филогенетических исследований представляет изучение происхождения внутривидовых группировок современных видов, имеющее большое значение для теории видообразования. БИОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ:
ФИЛОГЕНЕЗ, история происхождения какой-нибудь группы организмов. Исследователь филогенеза должен проследить эволюционный путь группы, определить ее предка и указать ближайших родственников среди современных видов. Так как процесс филогенеза длится десятки и сотни миллионов лет, его нельзя наблюдать. Его приходится восстанавливать, реконструировать косвенным путем. Для этого со времен Э. Геккеля ученые пользуются сочетанием трех методов: сравнительной морфологии, эмбриологии и палеонтологии (метод тройного параллелизма, или триада Геккеля). Сравнительно-морфологическим методом устанавливают облик предка изучаемой группы и ее родственные связи, находя гомологии в структурах ныне живущих видов. Какой-либо орган одного вида считается гомологичным органу другого лишь в том случае, если они занимают в организмах относительно близкое положение и сходны многими свойствами, хотя и могут выполнять разные функции. В таких случаях с большей долей вероятности мы можем полагать, что они ведут начало от единого органа предка. Например, наши зубы гомологичны колючей чешуе акул - они имеют эмалевую поверхность, тело из дентина и канал с кровеносными сосудами и веткой нерва. У некоторых акул можно на краях челюстей проследить постепенный переход от зуба к чешуе. А вот спинной и хвостовой плавники дельфина и акулы, несмотря на сходство, не гомологичны. Это пример аналогии. Гомологии сейчас уже прослеживают и на молекулярном уровне. Гомологичны не только биохимические процессы организмов, значительно удаленных друг от друга, но и последовательности аминокислот в белках и нуклеотидов в нуклеиновых кислотах - РНК и ДНК. Дело в том, что, по данным генетики, достаточно длинная аминокислотная последовательных, то примитивных хищников. Правда, были указания на то, что по структуре хромосом и по гемоглобинам киты близки к жвачным. Окончательный ответ дала ДНК. Оказалось, что гомологии в ДНК усатого кита-сейвала с ДНК кашалота столько же, сколько их в ДНК человека и гиббона - представителей разных семейств одного отряда приматов. Гомология ДНК кашалота и коровы вдвое выше гомологии ДНК кашалота и медведя. Значит, киты - единая группировка, которая возникла от общих предков парно- и непарнокопытных уже после того, как от общего корня ответвились хищники. Филогенетики вели долгие споры об отряде китообразных. Связаны ли родством усатые (беззубые) и зубатые киты (дельфины, кашалоты), или же их сходство аналогично, обусловлено сходным образом жизни, а не родством? Установление молекулярных гомологии особенно ценно для филогенетики микроорганизмов, у которых морфологических признаков мало, а те, которые есть, часто возникают конвергентно. Именно так была построена первая естественная система микроорганизмов. Более того, обнаружены сходные последовательности в ДНК человека и бактерий, что свидетельствует о том, что вся жизнь на Земле монофилетична, т. е. имеет один общий корень и возникла на нашей планете только один раз. У бактерий кишечной палочки нет органов человека, по которым их можно было бы сравнивать, нет даже ядра. Но зато и у палочки и у человека есть рибосомные и транспортные РНК, кодируемые соответствующими генами, а это уже достаточно для установления родства. Филогенетикам помогают и данные эмбриологии. Известна консервативность ранних стадий развития организма. Например, эмбрион лошади имеет сначала трехпалые конечности, но растет лишь средний, третий палец, а боковые превращаются в рудименты – «грифельки». На этой стадии развития лошадиный эмбрион имеет трехпалые конечности, как у тапира или как у вымершей более примитивной, чем современные, лошади (изредка развитые боковые пальцы сохраняются у лошади и во взрослом состоянии). По таким данным создается представление о строении конечности предка и устанавливаются родственные связи между лошадьми, с одной стороны, и тапирами и носорогами, с другой. Гомологии в развитии ценны для филогенетиков, потому что конечные стадии у взрослых организмов могут сильно различаться. Третья группа данных, используемых в филогенетике, - свидетельства палеонтологии. Большой удачей считается обнаружение недостающего звена, связывающего ныне живущие формы. Изучение ископаемых остатков позволяет установить важные закономерности филогенеза. Хорошо прослеживается, например, явление мозаичной эволюции. Суть ее в том, что разные органы изменяются в ходе эволюции с разной скоростью и недостающие звенья часто представляют причудливую смесь признаков. Например, наши древние предки - австралопитеки имели вполне человеческие тазовые кости (а значит, ходили на двух ногах), но мозг у них был немногим больше обезьяньего. Археоптерикс - крылатая переходная форма между пресмыкающимися и птицами - имел зубатые челюсти, длинный хвост из многих позвонков, был как бы ящерицей, но уже покрытой птичьими перьями. В процессе филогенеза отстающие в развитии признаки как бы подтягиваются к забегающим вперед и строение становится более гармоничным. Если данные сравнительной морфологии, эмбриологии и палеонтологии согласуются друг с другом, то филогенез считается установленным с высокой точностью. Пути филогенеза часто изображают в виде родословного древа или же так называемых филетических рядов. В построении таких рядов кроется известная опасность - эволюция кажется целеустремленной, прямолинейной. Что это не так, можно судить по родословному древу тех же хоботных: филогенез в этом отряде шел по разным направлениям, и лишь немногие формы дожили или почти дожили, как мамонт, до наших дней. Иногда схему филогенеза приходится перестраивать: палеонтологическая находка, ранее считавшаяся промежуточным звеном, оказывается представителем боковой, слепо заканчивающейся ветви. Сейчас описано немногим более 130 тыс. видов ископаемых животных и растений, что составляет около 3% всех ныне живущих видов. В то же время считают, что из общего числа живших на Земле видов сейчас существует не более 1-2%. Это означает, что палеонтологи обнаружили менее одной тысячной доли всех видов, живших на Земле. Часто в филетических рядах и родословных древах вместо реальных предков приходится подставлять их гипотетическую реконструкцию. Тем не менее, общую схему филогенеза крупных систематических единиц часто удается установить. Сначала у какого-нибудь вида предковой группы появляется признак, позволяющий внедриться в новую приспособительную, адаптивную зону (выход древних кистеперых рыб на берега водоемов и превращение их в земноводных, возврат таких групп, как ихтиозавры, пингвины, китообразные, в океан, выход многопалых предков лошадей из болот, кустарников и лесов в степи и т. д.). Уже в новой зоне начинается расхождение потомков исходного вида по экологическим нишам – «профессиям» вида, часто весьма узким. Гепард, например, самый быстрый бегун среди кошачьих, охотится только на мелких антилоп - газелей. Чем обширнее зона, чем больше в ней может поместиться экологических ниш, тем шире идет видообразование в новой группе. Однако в каждом отдельном случае приходится разгадывать элементы этой схемы, и филогенетикам предстоит еще много работы в будущем. | |
| Просмотров: 938 | | |
| Всего комментариев: 0 | |
