Η έννοια της εξέλιξης. Βιολογική εξέλιξη
1. Εξελικτική θεωρία Darwin–Wallace
2. Σύγχρονη (συνθετική) θεωρία της εξέλιξης
3. Βασικοί νόμοι της εξέλιξης
4. Κύριοι παράγοντες εξέλιξης
5. Μορφές φυσικής επιλογής
Εξέλιξη σημαίνει μια διαδικασία μακροπρόθεσμων, σταδιακών, αργών αλλαγών, που τελικά οδηγούν σε ριζικές, ποιοτικές αλλαγές, με αποκορύφωμα το σχηματισμό νέων συστημάτων, δομών και ειδών. Οι έννοιες για την εξέλιξη στις φυσικές επιστήμες είναι βασικής σημασίας. Στην αρχή της πορείας μας, εξετάσαμε την έννοια του παραδείγματος - ενός ειδικού τρόπου οργάνωσης επιστημονική γνώση, που ορίζει τη φύση του οράματος του κόσμου, το σύστημα των προϋποθέσεων, των κατευθυντήριων γραμμών και των προαπαιτούμενων στη διαδικασία κατασκευής και αιτιολόγησης διαφόρων θεωριών, δηλ. σύστημα που καθορίζει τις γενικές τάσεις ανάπτυξης επιστημονική έρευνα. Το παράδειγμα της σύγχρονης φυσικής επιστήμης είναι ένα εξελικτικό-συνεργικό παράδειγμα, το οποίο βασίζεται στις ιδέες της αυτοοργάνωσης και της εξέλιξης της ύλης σε όλες τις επιφάνειές της. δομικά επίπεδα. Έχουμε ήδη μιλήσει για την εξέλιξη του Σύμπαντος, τα αστέρια, τα πλανητικά συστήματα, τη γεωλογική και χημική εξέλιξη. Ωστόσο, για πρώτη φορά η εξελικτική έννοια διατυπώθηκε σαφώς και ουσιαστικά στη βιολογία.
1. Εξελικτική θεωρία Darwin–Wallace
Οι ιδέες για την εξέλιξη των έμβιων όντων εκφράστηκαν σχεδόν σε όλη την περίοδο ανάπτυξης της φυσικής επιστήμης (Εμπεδοκλής, Αριστοτέλης, Λαμάρκ). Ωστόσο, ο ιδρυτής εξελικτική θεωρίαστη βιολογία θεωρείται ο Κάρολος Δαρβίνος. Κατά μία έννοια, η ώθηση για την ανάπτυξη της θεωρίας της εξέλιξης μπορεί να θεωρηθεί το βιβλίο του T. Malthus “Treatise on Population” (1778), στο οποίο έδειξε σε τι θα οδηγούσε η αύξηση του πληθυσμού αν δεν περιοριζόταν με τίποτα. Ο Δαρβίνος εφάρμοσε την προσέγγιση του Μάλθους σε άλλα ζωντανά συστήματα. Μελετώντας τις αλλαγές στους αριθμούς του πληθυσμού, κατέληξε σε μια εξήγηση της εξέλιξης μέσω της φυσικής επιλογής (1839). Έτσι, η μεγαλύτερη συνεισφορά του Δαρβίνου στην επιστήμη δεν ήταν ότι απέδειξε την ύπαρξη της εξέλιξης, αλλά ότι εξήγησε πώς θα μπορούσε να συμβεί.
Την ίδια στιγμή, ένας άλλος φυσιοδίφης A.R. Ο Γουάλας, όπως και ο Δαρβίνος, που ταξίδεψε πολύ και διάβαζε επίσης Μάλθους, κατέληξε στα ίδια συμπεράσματα. Το 1858, ο Δαρβίνος και ο Γουάλας έκαναν παρουσιάσεις για τις ιδέες τους σε μια συνάντηση της Linnean Society στο Λονδίνο. Το 1859, ο Δαρβίνος δημοσίευσε το έργο του «Origin of species».
Σύμφωνα με τη θεωρία Darwin–Wallace, ο μηχανισμός με τον οποίο προκύπτουν νέα είδη είναι ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗ. Αυτή η θεωρία βασίζεται σε τρεις παρατηρήσεις και δύο συμπεράσματα, τα οποία μπορούν να αναπαρασταθούν εύκολα στο παρακάτω διάγραμμα.
2 Σύγχρονη (συνθετική) θεωρία της εξέλιξης
Η θεωρία Darwin-Wallace τον 20ο αιώνα επεκτάθηκε και αναπτύχθηκε σημαντικά υπό το πρίσμα των σύγχρονων δεδομένων από τη γενετική (που δεν υπήρχε ακόμη την εποχή του Δαρβίνου), την παλαιοντολογία, τη μοριακή βιολογία, την οικολογία, την ηθολογία (η επιστήμη της συμπεριφοράς των ζώων) και που ονομάζεται νεοδαρβινισμός ή συνθετική θεωρία εξέλιξη.
Η νέα, συνθετική θεωρία της εξέλιξης είναι μια σύνθεση των βασικών εξελικτικών ιδεών του Δαρβίνου, πρωτίστως της ιδέας της φυσικής επιλογής, με νέα αποτελέσματα από τη βιολογική έρευνα στον τομέα της κληρονομικότητας και της μεταβλητότητας. Η σύγχρονη θεωρία της εξέλιξης έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
· Προσδιορίζει ξεκάθαρα τη στοιχειώδη δομή από την οποία ξεκινά η εξέλιξη - αυτός είναι ο πληθυσμός.
· προσδιορίζει ένα στοιχειώδες φαινόμενο (διαδικασία) εξέλιξης – μια σταθερή αλλαγή στον γονότυπο ενός πληθυσμού.
· ερμηνεύει τους παράγοντες ευρύτερα και βαθύτερα και κινητήριες δυνάμειςεξέλιξη;
· κάνει ξεκάθαρη διάκριση μεταξύ της μικροεξέλιξης και της μακροεξέλιξης (αυτοί οι όροι εισήχθησαν για πρώτη φορά το 1927 από τον Yu.A. Filipchenko, και διευκρινίστηκαν περαιτέρω και αναπτύχθηκαν στα έργα του εξέχοντος βιολόγου-γενετιστή N.V. Timofeev-Resovsky).
Η μικροεξέλιξη είναι ένα σύνολο εξελικτικών αλλαγών που συμβαίνουν στις δεξαμενές γονιδίων των πληθυσμών σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα και οδηγούν στο σχηματισμό νέων ειδών.
Η μακροεξέλιξη συνδέεται με εξελικτικούς μετασχηματισμούς σε μια μακρά ιστορική περίοδο, που οδηγούν στην εμφάνιση υπερειδικών μορφών οργάνωσης των ζωντανών όντων.
Οι αλλαγές που μελετώνται στο πλαίσιο της μικροεξέλιξης είναι προσβάσιμες στην άμεση παρατήρηση, ενώ η μακροεξέλιξη εμφανίζεται για μεγάλο χρονικό διάστημα και η διαδικασία της μπορεί μόνο να ανακατασκευαστεί, να αναδημιουργηθεί διανοητικά. Τόσο η μικρο- όσο και η μακροεξέλιξη συμβαίνουν τελικά υπό την επίδραση αλλαγών στο περιβάλλον.
Επιβεβαίωση της θεωρίας της εξέλιξης. Πληροφορίες που επιβεβαιώνουν τις σύγχρονες ιδέες για την εξέλιξη είναι τα αποτελέσματα έρευνας στο διάφορες περιοχέςεπιστήμες, από τις οποίες οι σημαντικότερες είναι:
· παλαιοντολογία,
· βιογεωγραφία,
· μορφολογία,
· Συγκριτική εμβρυολογία,
· ταξινομία,
· επιλογή φυτών και ζώων.
Τα σημαντικότερα επιχειρήματα υπέρ της εξελικτικής θεωρίας είναι η λεγόμενη παλαιοντολογική καταγραφή, δηλ. ανιχνεύσιμες απολιθωμένες μορφές ζωντανών οργανισμών και ο βιογενετικός νόμος του Haeckel («η οντογένεση επαναλαμβάνει τη φυλογένεση»).
3. Βασικοί νόμοι της εξέλιξης.
Πολυάριθμες μελέτες που πραγματοποιήθηκαν στο πλαίσιο των προαναφερθεισών επιστημών κατέστησαν δυνατή τη διατύπωση των παρακάτω βασικών νόμους της εξέλιξης .
1. Ο ρυθμός εξέλιξης σε διαφορετικές περιόδους δεν είναι ο ίδιος και χαρακτηρίζεται από τάση επιτάχυνσης *. Επί του παρόντος, προχωρά με ταχείς ρυθμούς, και αυτό χαρακτηρίζεται από την εμφάνιση νέων μορφών και την εξαφάνιση πολλών παλαιών.
2. Η εξέλιξη διαφορετικών οργανισμών συμβαίνει με διαφορετικούς ρυθμούς.
3. Τα νέα είδη δεν σχηματίζονται από τις πιο ανεπτυγμένες και εξειδικευμένες μορφές, αλλά από σχετικά απλές, μη εξειδικευμένες μορφές.
4. Η εξέλιξη δεν πηγαίνει πάντα από απλή σε σύνθετη. Υπάρχουν παραδείγματα «παλινδρομικής» εξέλιξης όταν πολύπλοκο σχήμαπροκάλεσε απλούστερες (ορισμένες ομάδες οργανισμών, για παράδειγμα, βακτήρια, διατηρήθηκαν μόνο λόγω της απλοποίησης της οργάνωσής τους).
5. Η εξέλιξη επηρεάζει πληθυσμούς, όχι άτομα, και συμβαίνει μέσω μετάλλαξης, φυσικής επιλογής και γενετικής μετατόπισης.
Το τελευταίο είναι πολύ σημαντικό για την κατανόηση της διαφοράς μεταξύ της θεωρίας της εξέλιξης του Δαρβίνου και της σύγχρονης θεωρίας (νεοδαρβινισμός).
4. Κύριοι παράγοντες εξέλιξης.
Η σύγχρονη θεωρία της εξέλιξης, συνοψίζοντας τα δεδομένα πολυάριθμων βιολογικών μελετών, έδωσε τη δυνατότητα να διατυπωθούν οι κύριοι παράγοντες και οι κινητήριες δυνάμεις της εξέλιξης.
1. Ο πρώτος σημαντικότερος παράγοντας στην εξέλιξη είναι η διαδικασία μετάλλαξης, η οποία προέρχεται από την αναγνώριση του γεγονότος ότι ο κύριος όγκος του εξελικτικού υλικού αποτελείται από διάφορες μορφές μεταλλάξεων, δηλ. αλλαγές στις κληρονομικές ιδιότητες των οργανισμών που προκύπτουν φυσικά ή προκαλούνται τεχνητά.
2. Δεύτερον σημαντικότερος παράγοντας– πληθυσμιακά κύματα, που συχνά αποκαλούνται «κύματα ζωής». Καθορίζουν τις ποσοτικές διακυμάνσεις (αποκλίσεις από τη μέση τιμή) του αριθμού των οργανισμών σε έναν πληθυσμό, καθώς και την περιοχή του οικοτόπου του (περιοχή).
3. Ο τρίτος βασικός παράγοντας εξέλιξης είναι η απομόνωση μιας ομάδας οργανισμών.
Στους αναφερόμενους κύριους παράγοντες εξέλιξης προστίθενται, όπως η συχνότητα των γενετικών αλλαγών στον πληθυσμό, ο ρυθμός και η φύση των διεργασιών μετάλλαξης, κ.λπ. Είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι όλοι οι αναφερόμενοι παράγοντες δεν δρουν μεμονωμένα, αλλά σε διασύνδεση και αλληλεπίδραση μεταξύ τους. Όλοι αυτοί οι παράγοντες είναι απαραίτητοι, ωστόσο, από μόνοι τους δεν εξηγούν τον μηχανισμό της εξελικτικής διαδικασίας και την κινητήρια δύναμή της. Η κινητήρια δύναμη της εξέλιξης βρίσκεται στη δράση της φυσικής επιλογής, η οποία είναι το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης των πληθυσμών και περιβάλλον. Το αποτέλεσμα της ίδιας της φυσικής επιλογής είναι η εξάλειψη από την αναπαραγωγή (εξάλειψη) μεμονωμένων οργανισμών, πληθυσμών, ειδών και άλλων επιπέδων οργάνωσης των ζωντανών συστημάτων. (Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η ερμηνεία της φυσικής επιλογής ως διαδικασίας επιβίωσης του ισχυρότερου, του ισχυρότερου είναι εσφαλμένη, καθώς, αφενός, σε ορισμένες περιπτώσεις δεν έχει νόημα να μιλάμε για μεγαλύτερη ή μικρότερη φυσική κατάσταση, από την άλλη, ακόμη και με σαφώς χαμηλότερο βαθμό φυσικής κατάστασης, επιτρέπεται η δυνατότητα αναπαραγωγής).
5. Μορφές φυσικής επιλογής.
Η φυσική επιλογή παίρνει διάφορες μορφές στη διαδικασία της εξέλιξης. Διακρίνονται τρεις κύριες μορφές: σταθεροποιητική επιλογή, επιλογή οδήγησης και διασπαστική επιλογή.
Η σταθεροποιητική επιλογή είναι μια μορφή φυσικής επιλογής που στοχεύει στη διατήρηση και αύξηση της σταθερότητας της εφαρμογής ενός μέσου, προηγουμένως καθιερωμένου χαρακτηριστικού ή ιδιότητας σε έναν πληθυσμό. Με τη σταθεροποιητική επιλογή, πλεονέκτημα στην αναπαραγωγή δίνεται σε άτομα με μέση έκφραση του χαρακτηριστικού (σε μια μεταφορική έκφραση, αυτό είναι «η επιβίωση της μετριότητας»). Αυτή η μορφή επιλογής, όπως λέμε, προστατεύει και ενισχύει ένα νέο χαρακτηριστικό, εξαλείφοντας από την αναπαραγωγή όλα τα άτομα που φαινοτυπικά αποκλίνουν αισθητά προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση από τον καθιερωμένο κανόνα.
Παράδειγμα: μετά από χιονοπτώσεις και ισχυρούς ανέμους, βρέθηκαν 136 ζαλισμένα και μισοπεθαμένα σπουργίτια. 72 από αυτούς επέζησαν και 64 πέθαναν. Τα νεκρά πουλιά είχαν πολύ μακριά ή πολύ κοντά φτερά. Τα άτομα με μεσαία - "κανονικά" φτερά αποδείχθηκαν πιο ανθεκτικά.
Η προαναφερθείσα βιοχημική ενότητα της ζωής στη Γη είναι ένα από τα αποτελέσματα της σταθεροποίησης της επιλογής. Πράγματι, η σύνθεση αμινοξέων των κατώτερων σπονδυλωτών και των ανθρώπων είναι σχεδόν η ίδια. Τα βιοχημικά θεμέλια της ζωής έχουν αποδειχθεί αξιόπιστα για την αναπαραγωγή των οργανισμών, ανεξάρτητα από το επίπεδο οργάνωσής τους.
Η σταθεροποιητική επιλογή, για εκατομμύρια γενεές, προστατεύει τα καθιερωμένα είδη από σημαντικές αλλαγές, από τις καταστροφικές συνέπειες της διαδικασίας μετάλλαξης, εξαλείφοντας τις αποκλίσεις από τον προσαρμοστικό κανόνα. Αυτή η μορφή επιλογής λειτουργεί όσο οι συνθήκες διαβίωσης στις οποίες αναπτύσσονται τα δεδομένα χαρακτηριστικά ή ιδιότητες του είδους δεν αλλάζουν σημαντικά.
Η επιλογή οδήγησης (κατευθυντική) είναι η επιλογή που προωθεί μια μετατόπιση στη μέση τιμή ενός χαρακτηριστικού ή μιας ιδιότητας. Μια τέτοια επιλογή συμβάλλει στην εδραίωση μιας νέας νόρμας για την αντικατάσταση της παλιάς, η οποία έχει έρθει σε σύγκρουση με τις μεταβαλλόμενες συνθήκες. Το αποτέλεσμα μιας τέτοιας επιλογής είναι, για παράδειγμα, η απώλεια κάποιου χαρακτηριστικού. Έτσι, σε συνθήκες λειτουργικής ακαταλληλότητας ενός οργάνου ή μέρους του, η φυσική επιλογή προάγει τη μείωσή τους, δηλ. μείωση, εξαφάνιση. Παράδειγμα: απώλεια δακτύλων σε οπληφόρα, μάτια σε ζώα σπηλαίων, άκρα σε φίδια κ.λπ. Το υλικό για τη δράση μιας τέτοιας επιλογής παρέχεται από διάφορα είδη μεταλλάξεων.
Η διασπαστική επιλογή είναι μια μορφή επιλογής που ευνοεί περισσότερους από έναν φαινότυπους και δρα ενάντια στις μέσες, ενδιάμεσες μορφές. Αυτή η μορφή επιλογής εμφανίζεται σε περιπτώσεις όπου καμία ομάδα γονότυπου δεν λαμβάνει απόλυτο πλεονέκτημα στον αγώνα για ύπαρξη λόγω της ποικιλομορφίας των συνθηκών που εμφανίζονται ταυτόχρονα σε μια περιοχή. Σε ορισμένες συνθήκες, επιλέγεται μια ποιότητα ενός χαρακτηριστικού, σε άλλες, μια άλλη. Η διασπαστική επιλογή στρέφεται εναντίον ατόμων με μέσο, ενδιάμεσο χαρακτήρα χαρακτηριστικών και οδηγεί στην εγκαθίδρυση πολυμορφισμού, δηλ. πολλές μορφές μέσα σε έναν πληθυσμό, ο οποίος φαίνεται να «σκίζεται» σε κομμάτια.
Παράδειγμα: Σε δάση όπου το έδαφος είναι καφέ, τα άτομα του σαλιγκαριού της γης έχουν συχνά καφέ και ροζ κοχύλια, σε περιοχές με χοντρό και κίτρινο γρασίδι, κυριαρχεί το κίτρινο χρώμα κ.λπ. .
Ορισμένοι σύγχρονοι ερευνητές πιστεύουν σωστά ότι η συνθετική θεωρία της εξέλιξης δεν είναι ένα επαρκώς ολοκληρωμένο μοντέλο ανάπτυξης της ζωής και αναπτύσσουν μια συστημική θεωρία της εξέλιξης, η οποία τονίζει τα εξής:
1. Η εξέλιξη λαμβάνει χώρα σε ανοιχτά συστήματα, και είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η αλληλεπίδραση των γεωλογικών και κοσμικών διεργασιών της βιόσφαιρας, η οποία, προφανώς, δίνει ώθηση στην ανάπτυξη ζωντανών συστημάτων. Ως εκ τούτου, σημαντικά γεγονότα στην ιστορία της ζωής πρέπει να ληφθούν υπόψη σε σχέση με την ανάπτυξη του πλανήτη.
2. Οι εξελικτικές παρορμήσεις εξαπλώνονται από τα υψηλότερα επίπεδα συστήματος στα χαμηλότερα: από τη βιόσφαιρα στα οικοσυστήματα, τις κοινότητες, τους πληθυσμούς, τους οργανισμούς, τα γονιδιώματα. Ανίχνευση σχέσεων αιτίου-αποτελέσματος όχι μόνο «από κάτω προς τα πάνω» (από γονιδιακές μεταλλάξεις έως διαδικασίες πληθυσμού), όπως είναι τυπικό παραδοσιακή προσέγγιση, αλλά και «από πάνω προς τα κάτω», σας επιτρέπει να μην βασίζεστε στην τύχη κάθε φορά όταν δημιουργείτε ένα μοντέλο εξέλιξης.
3. Η φύση της εξέλιξης αλλάζει με την πάροδο του χρόνου, δηλ. η ίδια η εξέλιξη εξελίσσεται: η σημασία ορισμένων σημείων καταλληλότητας και απροσάρμοστικότητας, με τα οποία πραγματοποιείται η φυσική επιλογή, στη διαδικασία της εξέλιξης και της βιολογικής προόδου μειώνεται ή αυξάνεται, όπως, για παράδειγμα, ο ρόλος της ατομικής ανάπτυξης, ο ρόλος του άτομο στην ιστορική εξέλιξη.
4. Η κατεύθυνση της εξέλιξης καθορίζεται από συστημικές ιδιότητες που θέτουν τον στόχο της, γεγονός που μας επιτρέπει να κατανοήσουμε την έννοια της βιολογικής προόδου. Πράγματι, σε ζωντανά (ανοικτά) συστήματα, η ακίνητη κατάσταση αντιστοιχεί στην ελάχιστη παραγωγή εντροπίας. Φυσική έννοιαη παραγωγή εντροπίας σε σχέση με ζωντανά συστήματα είναι ο θάνατος της ζωντανής ύλης με τη μορφή του θανάτου των οργανισμών, δηλ. ο σχηματισμός νεκρής μάζας («mortmass») και όσο υψηλότερη είναι η αναλογία θνητότητας προς βιομάζα, τόσο μεγαλύτερη είναι η παραγωγή εντροπίας. Αυτή η αναλογία μειώνεται καθώς κινούμαστε κατά μήκος της εξελικτικής κλίμακας από απλούς σε σύνθετους οργανισμούς. Σύμφωνα με το θεώρημα του I. Prigogine, το οποίο συζητήσαμε νωρίτερα, στα ανοιχτά συστήματα η στατική κατάσταση αντιστοιχεί στην ελάχιστη παραγωγή εντροπίας. Επομένως, τέτοια συστήματα έχουν έναν σκοπό ορισμένη κατάστασηγια την οποία προσπαθούν. Αυτό μας επιτρέπει να εξηγήσουμε γιατί η εξέλιξη δεν σταμάτησε στο επίπεδο των βακτηριακών κοινοτήτων, αλλά προχώρησε περαιτέρω στην πορεία που οδήγησε στην εμφάνιση ανώτερων ζώων και ανθρώπων.
Τα νέα επιστημονικά παραδείγματα, κατά κανόνα, δεν αρνούνται, αλλά θέτουν τα όρια της ορθότητας των θεωριών που προηγήθηκαν. Για παράδειγμα, η θεωρία της σχετικότητας δεν κατήργησε την κλασική φυσική, αλλά περιέγραψε το πλαίσιο μέσα στο οποίο ισχύουν οι διατάξεις της κλασικής θεωρίας. φυσική του Νεύτωνα - ειδική περίπτωσηΟι φυσικοί του Αϊνστάιν.
* Οι πρώτοι ζωντανοί οργανισμοί εμφανίστηκαν πριν από περίπου 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια, οι πολυκύτταροι οργανισμοί - πριν από 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια, τα ζώα και τα φυτά - πριν από 400 εκατομμύρια χρόνια, τα θηλαστικά και τα πουλιά - πριν από 100 εκατομμύρια χρόνια, τα πρωτεύοντα - πριν από 60 εκατομμύρια χρόνια, οι Homids - 16 εκατομμύρια χρόνια , ανθρώπινη φυλή – 6 εκατομμύρια χρόνια, Homo sapiens– Πριν από 60 χιλιάδες χρόνια.
Η βιολογική εξέλιξη είναι η ιστορική εξέλιξη του οργανικού κόσμου. Η λέξη "εξέλιξη" είναι λατινική και μεταφράζεται σημαίνει "ξεδίπλωμα" και με ευρεία έννοια - οποιαδήποτε αλλαγή, εξέλιξη, μεταμόρφωση. Στη βιολογία, η λέξη «εξέλιξη» χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά το 1762 από τον Ελβετό φυσιοδίφη και φιλόσοφο C. Bonnet.
Η ζωή εμφανίστηκε στη Γη πριν από περίπου 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Οι προκάτοχοι των πρώτων οργανισμών ήταν πολύπλοκες οργανικές πρωτεϊνικές ενώσεις που σχημάτιζαν ζελατινώδεις σβώλους, τα λεγόμενα coacervate σταγονίδια. Αυτά τα σταγονίδια, που επιπλέουν στον αρχέγονο ωκεανό, μπόρεσαν να αναπτυχθούν απορροφώντας διάφορα ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ουσιες. Αποσυντέθηκαν σε θυγατρικά σταγονίδια, από τα οποία τα τελειότερα υπήρχαν περισσότερο. Η δομή των συσσωρευτών έγινε σταδιακά πιο πολύπλοκη και σχημάτισαν έναν πυρήνα και άλλα στοιχεία ενός ζωντανού κυττάρου. Έτσι εμφανίστηκαν οι απλούστεροι μονοκύτταροι οργανισμοί.
Πέρασαν χιλιετίες και η δομή των ζωντανών όντων βελτιωνόταν όλο και περισσότερο ως αποτέλεσμα της φυσικής επιλογής. Μερικοί από αυτούς τους απλούστερους οργανισμούς απέκτησαν την ικανότητα να απορροφούν την ενέργεια μιας ηλιακής ακτίνας και να δομούν στο σώμα τους από διοξείδιο του άνθρακακαι το νερό οργανική ύλη. Έτσι προέκυψαν τα πρώτα μονοκύτταρα φυτά, τα γαλαζοπράσινα φύκια.
Άλλα έμβια όντα έχουν διατηρηθεί παλιό τρόποδιατροφή, αλλά τα πρωτογενή φυτά άρχισαν να τους χρησιμεύουν ως τροφή. Αυτά ήταν τα πρώτα ζώα.
Στη συνέχεια, ως αποτέλεσμα της εξέλιξης, οι πρώτοι πολυκύτταροι οργανισμοί προέκυψαν από μονοκύτταρα πρωτόζωα - σφουγγάρια, αρχαιοκυάθια (εξαφανισμένα ασπόνδυλα ζώα) και ομογενή. Σταδιακά, ο κόσμος των φυτών και των ζώων έγινε πιο περίπλοκος και ποικιλόμορφος, και κατοικούσαν επίσης τη γη.
Με βάση τα απολιθώματα τους - αποτυπώματα, απολιθωμένους σκελετούς - οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει ότι όσο παλαιότεροι είναι οι οργανισμοί, τόσο πιο απλή η δομή τους. Όσο πλησιάζουμε στην εποχή μας, τόσο πιο πολύπλοκοι οργανισμοί γίνονται και μοιάζουν όλο και περισσότερο με τους σύγχρονους.
Ως αποτέλεσμα της ανάπτυξης του οργανικού κόσμου, εμφανίστηκαν στη Γη ανώτερα φυτά και εξαιρετικά οργανωμένα ζώα. Από θηλαστικά – απολιθώματα μεγάλοι πίθηκοι- συνέβη ένας άντρας.
Αυτό είναι ένα σύντομο διάγραμμα της εξέλιξης της ζωής στον πλανήτη μας.
Η εξέλιξη είναι μια από τις μορφές κίνησης στη φύση. Συνεχώς και σταδιακά οδηγεί σε ποιοτικές και ποσοτικές αλλαγές στους ζωντανούς οργανισμούς, οι οποίοι είναι εκτεθειμένοι τόσο στην άψυχη φύση όσο και σε άλλους οργανισμούς.
Η μελέτη των αιτιών και των προτύπων της εξέλιξης στη βιολογία είναι η μελέτη της εξελικτικής επιστήμης, ένα σύμπλεγμα γνώσεων σχετικά με την ιστορική εξέλιξη της ζωντανής φύσης. Η βάση αυτού του δόγματος είναι η εξελικτική θεωρία.
Ακόμη και οι φιλόσοφοι του αρχαίου κόσμου - ο Εμπεδοκλής, ο Δημόκριτος, ο Λουκρήτιος Κάρος και άλλοι - εξέφρασαν λαμπρές εικασίες για την εξέλιξη της ζωής. Αλλά πέρασαν πολλοί ακόμη αιώνες προτού η επιστήμη συγκεντρώσει αρκετά στοιχεία που επέτρεψαν στους επιστήμονες να ανακαλύψουν τη μεταβλητότητα των ειδών και στη συνέχεια να δημιουργήσουν μια θεωρία που εξηγεί την εξελικτική διαδικασία που συμβαίνει στη φύση.
Στο δεύτερο μισό του 18ου - πρώτο μισό του 19ου αιώνα. Οι J. Buffon και E. J. Saint-Hilaire στη Γαλλία, E. Darwin στην Αγγλία, J. V. Goethe στη Γερμανία, M. V. Lomonosov, A. I. Radishchev, A. A. Kaverznev, K. F. Roulier στη Ρωσία και άλλοι δημιούργησαν το δόγμα της μεταβλητότητας των ζωικών και φυτικών ειδών, το οποίο αντέκρουε τη διδασκαλία της εκκλησίας για τη δημιουργία τους από τον Θεό και το αμετάβλητο. Ωστόσο, δεν εξέτασαν τους λόγους που οδηγούν σε αυτές τις αλλαγές.
Η πρώτη προσπάθεια δημιουργίας μιας εξελικτικής θεωρίας έγινε από τον Γάλλο φυσιοδίφη J. B. Lamarck (1744-1829). Στο έργο του «Φιλοσοφία της Ζωολογίας» (1809), περιέγραψε μια ολιστική θεωρία για την προέλευση των ειδών, αλλά δεν μπορούσε επίσης να εξηγήσει σωστά ποιες είναι οι κινητήριες δυνάμεις της ανάπτυξης του οργανικού κόσμου.
Μια πραγματικά επιστημονική εξελικτική θεωρία δημιουργήθηκε από τον Άγγλο φυσιοδίφη Charles Darwin. Αναφέρθηκε στο βιβλίο «The Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favored Breeds in the Struggle for Life», 1859). Ο Δαρβίνος κατάφερε να εντοπίσει τις κινητήριες δυνάμεις - τους παράγοντες της εξελικτικής διαδικασίας. Αυτή είναι η αόριστη μεταβλητότητα, ο αγώνας για ύπαρξη, η φυσική επιλογή.
Ως αποτέλεσμα του αγώνα για ύπαρξη, οι οργανισμοί που είναι πιο προσαρμοσμένοι στις συνθήκες ζωής επιβιώνουν, ενώ οι λιγότερο προσαρμοσμένοι, αδύναμοι αποβάλλονται από την αναπαραγωγή ή πεθαίνουν. Χάρη στη φυσική επιλογή, οι ευεργετικές κληρονομικές αλλαγές συσσωρεύονται και συνοψίζονται στα φυτά και τα ζώα και προκύπτουν επίσης νέες προσαρμογές.
Ο αγώνας για ύπαρξη και η φυσική επιλογή είναι οι πιο σημαντικοί κινητήριοι παράγοντες της εξέλιξης. Καθορίζουν την περαιτέρω ύπαρξη του οργανισμού. Στη διαδικασία της βιολογικής εξέλιξης, ο αριθμός των ειδών των ζωντανών οργανισμών αυξάνεται. Ο σχηματισμός νέων ειδών στη φύση - το πιο σημαντικό στάδιοστη διαδικασία της εξέλιξης.
Ως αποτέλεσμα της εξελικτικής διαδικασίας, η γενετική σύνθεση των πληθυσμών αλλάζει, οι βιοκαινώσεις και η βιόσφαιρα στο σύνολό της μετασχηματίζονται.
Το δόγμα της εξέλιξης και ο πυρήνας του - βιολογική εξελικτική θεωρία - είναι η βάση της σύγχρονης προοδευτικής βιολογίας.
Γενική έννοια της εξέλιξης
Συχνά συναντάμε τον όρο «εξέλιξη» στη βιβλιογραφία. Αλλά δεν μπορούμε πάντα να εξηγήσουμε με σαφήνεια το νόημά του. Επομένως, σε αυτό το άρθρο θα εξετάσουμε το ζήτημα της εξέλιξης γενικότερα και την εξέλιξη των ζωντανών οργανισμών με περισσότερες λεπτομέρειες. Το επεξηγηματικό λεξικό δίνει την ακόλουθη εξήγηση αυτού του όρου:
Τα βασικά σημεία σε αυτόν τον ορισμό είναι οι θέσεις για το μη αναστρέψιμο των αλλαγών και τη σταδιακή (βήμα-βήμα) μετάβαση από τη μια κατάσταση στην άλλη.
Με μια ευρεία έννοια, μπορούμε να μιλήσουμε για την εξέλιξη των ηθών, την εξέλιξη της μόδας, εννοώντας την οποιαδήποτε εξέλιξη. Τώρα ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στη βιολογική εξέλιξη.
Βιολογική εξέλιξη
Θυμόμαστε τη γνωστή φάση: «Όλα ρέουν, όλα αλλάζουν», μπορούμε να το εφαρμόσουμε με επιτυχία σε ζωντανούς οργανισμούς. Επίσης, υφίστανται αλλαγές. Η διαδικασία της εξέλιξης είναι επίσης χαρακτηριστική τους. Η σύγχρονη βιολογία δίνει την ακόλουθη ερμηνεία της έννοιας της εξέλιξης:
Ορισμός 2
«Η βιολογική εξέλιξη είναι μια φυσική μη αναστρέψιμη διαδικασία ανάπτυξης της ζωντανής φύσης, η οποία συνοδεύεται από αλλαγές στη γενετική σύνθεση των πληθυσμών, σχηματισμό προσαρμογών, ειδογένεση και εξαφάνιση ειδών, μετασχηματισμό των οικοσυστημάτων και της βιόσφαιρας συνολικά».
Κατά την ανάπτυξη της επιστήμης προέκυψε ένας μεγάλος αριθμός απόθεωρίες που προσπάθησαν να εξηγήσουν τον μηχανισμό των εξελικτικών μετασχηματισμών.
Ανάπτυξη εξελικτικών απόψεων στην επιστήμη
Από την αρχή της ανάπτυξης της ανθρώπινης γνώσης, σχηματίστηκε ένα σύμπλεγμα στενά αλληλένδετων επιστημών που μελετούσαν τη φύση. Αυτό το σύμπλεγμα ονομάστηκε φυσική επιστήμη.
Ήδη στην αρχαιότητα, οι φυσιοδίφες (τότε ονομάζονταν φυσικοί φιλόσοφοι) ασχολούνταν με την περιγραφή των φυτών και των ζώων. Για πολύ καιρό, η περιγραφική μέθοδος της γνώσης επικρατούσε στην επιστήμη. Αλλά συχνά οδηγούσε μόνο σε μη συστηματική, χαοτική συσσώρευση επιστημονικά δεδομένα. Ο Αριστοτέλης και ο Θεόφραστος προσπάθησαν επίσης να συστηματοποιήσουν τη γνώση για τους ζωντανούς οργανισμούς, χωρίζοντάς τους σε φυτά και ζώα. Ο Carl Linnaeus προσπάθησε να δημιουργήσει ένα αρμονικό σύστημα του οργανικού κόσμου. Αλλά πολύς καιρόςΟι επιστήμονες δεν μπορούσαν να εξηγήσουν τους λόγους για την ποικιλομορφία των ειδών των ζωντανών οργανισμών, τον μηχανισμό των αλλαγών στους ζωντανούς οργανισμούς.
Οι μεταφυσικές απόψεις αρνούνται τις αλλαγές στον οργανικό κόσμο. Και ο δημιουργισμός προϋποθέτει την παρέμβαση μιας ορισμένης δύναμης - του «Δημιουργού» - στη δημιουργία της ζωής και των ζωντανών οργανισμών. Και οι δύο θεωρίες δεν μπορούν να εξηγήσουν την παρουσία απολιθωμάτων και τους λόγους εξαφάνισής τους.
Η θεωρία του μετασχηματισμού, που προέκυψε στην κορυφή της βιομηχανικής επανάστασης και των κοινωνικών μετασχηματισμών του 18ου - 19ου αιώνα, αναγνώριζε ήδη τη δυνατότητα αλλαγών στα είδη και προσπάθησε να εξηγήσει τον μηχανισμό αυτών των αλλαγών.
Οι ιδέες του μετασχηματισμού έχουν βρει τον δρόμο τους περαιτέρω ανάπτυξηστα έργα του διάσημου Γάλλου επιστήμονα Jean-Baptiste Lamarck. Ήταν ο πρώτος που δημιούργησε μια πλήρη θεωρία ιστορική εξέλιξηχλωρίδα και πανίδα. Αντιτάχθηκε ενεργά στο μεταφυσικό αξίωμα του αμετάβλητου των ζωντανών μορφών.
Ο Λαμάρκ παραδέχτηκε την πιθανότητα αυθόρμητης δημιουργίας ζωής από την άψυχη φύση. Ο Lamarck ονόμασε την επιπλοκή της οργάνωσης των ζωντανών οργανισμών από το χαμηλότερο στο υψηλότερο επίπεδο στη διαδικασία της διαβάθμισης της εξέλιξης. Αλλά οι απόψεις του Λαμάρκ αντανακλούσαν επίσης μια ιδεαλιστική κοσμοθεωρία. Για παράδειγμα, εξήγησε την εξέλιξη των ανώτερων ζώων με την επιθυμία για βελτίωση.
Σημείωση 1
Οι ιδέες του Λαμαρκισμού, οι ανακαλύψεις στην κυτταρολογία, η πρόοδος στην παλαιοντολογία και οι προσωπικές παρατηρήσεις επέτρεψαν στον εξαιρετικό Βρετανό ερευνητή Κάρολο Δαρβίνο να αναπτύξει τη θεωρία του για την εξέλιξη. Για πολλά χρόνια, η θεωρία του Δαρβίνου για την προέλευση των ειδών παρείχε στη βιολογική επιστήμη μια αξιόπιστη θεωρητική βάση για περαιτέρω έρευνα.
Όμως η ανθρώπινη γνώση δεν μένει ακίνητη. Η θεωρία του Δαρβίνου δεν μπορεί πλέον να εξηγήσει νέα δεδομένα. Επομένως, η συνθετική θεωρία της εξέλιξης (STE) είναι σήμερα γενικά αποδεκτή. Αντιπροσωπεύει μια σύνθεση του κλασικού δαρβινισμού και πληθυσμιακή γενετική. Το STE καθιστά δυνατή την εξήγηση της σύνδεσης μεταξύ του υλικού της εξέλιξης (γενετικές μεταλλάξεις) και του μηχανισμού της εξέλιξης (φυσική επιλογή).
Εξέλιξη στη βιολογία- μη αναστρέψιμη ιστορική εξέλιξη της ζωντανής φύσης. Μπορούμε να εξετάσουμε την εξέλιξη ολόκληρης της βιόσφαιρας και των επιμέρους κοινοτήτων που αποτελούνται από ζώα, φυτά και μικροοργανισμούς, την εξέλιξη μεμονωμένων συστηματικών ομάδων και ακόμη και τμημάτων οργανισμών - οργάνων (για παράδειγμα, την ανάπτυξη ενός άκρου αλόγου με ένα δάχτυλο), ιστούς (για παράδειγμα, μυς, νευρικός), λειτουργίες (αναπνοή, πέψη) ) και ακόμη και μεμονωμένες πρωτεΐνες (για παράδειγμα, αιμοσφαιρίνη). Αλλά με την αυστηρή έννοια της λέξης, μόνο οργανισμοί που σχηματίζουν από κοινού πληθυσμούς μεμονωμένων ειδών μπορούν να εξελιχθούν.
Η εξέλιξη συχνά αντιπαραβάλλονταν με την επανάσταση - γρήγορες και σημαντικές αλλαγές στην κλίμακα. Αλλά τώρα έχει γίνει σαφές ότι η διαδικασία ανάπτυξης της ζωντανής φύσης αποτελείται από αλλαγές, τόσο σταδιακές όσο και απότομες. τόσο γρήγορα όσο και με διάρκεια εκατομμυρίων ετών.
Ποια είναι τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα της βιολογικής εξέλιξης;
Πρώτα απ 'όλα - συνέχεια. Από τη στιγμή της εμφάνισης της ζωής, νέα πράγματα προκύπτουν στη ζωντανή φύση όχι από το μηδέν, όχι από το τίποτα, αλλά από το παλιό. Εμείς και οι πρώτοι πρωτόγονοι μικροοργανισμοί που εμφανίστηκαν πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια συνδέονται με μια αδιάσπαστη αλυσίδα γενεών.
Οι ανθρωπίδες κατάγονταν από έναν κοινό πρόγονο
Οχι λιγότερο χαρακτηριστικό γνώρισμαεξέλιξη - η επιπλοκή και η βελτίωση των δομών των οργανισμών από τη μια γεωλογική εποχή στην άλλη. Στην αρχή, υπήρχαν μόνο μικροοργανισμοί στη Γη, στη συνέχεια εμφανίστηκαν μονοκύτταρα ζώα - πρωτόζωα, στη συνέχεια πολυκύτταρα ασπόνδυλα ζώα. Μετά την «εποχή των ψαριών» ήρθε η «εποχή των αμφιβίων», μετά η «εποχή των ερπετών», κυρίως των δεινοσαύρων, και τέλος η «εποχή των θηλαστικών και των πτηνών». Τις τελευταίες χιλιετίες, ο άνθρωπος έχει αρχίσει να αποκτά κυρίαρχη θέση στη βιόσφαιρα.
Η εξέλιξη δεν μας φαίνεται πλέον εκπληκτική. Όμως αυτό δεν συνέβαινε πάντα. Αν και ο αρχαίος Έλληνας σοφός Ηράκλειτος είπε: «Τα πάντα ρέουν», για τους ανθρώπους του Μεσαίωνα, ακόμα και για εκείνους που είναι πιο κοντά στην εποχή μας Ζωντανή φύσηφαινόταν σαν κάτι παγωμένο, ακίνητο, που δημιουργήθηκε μια για πάντα από τον Κύριο Θεό στις ημέρες της δημιουργίας. Οι ανύπαντρες αντάρτες διώχτηκαν και σχεδόν κανείς δεν πείστηκε. Εκείνη την εποχή, για παράδειγμα, ένα γεγονός που ανακάλυψαν οι ζωολόγοι φαινόταν να είναι ένα ισχυρό επιχείρημα κατά της εξέλιξης: οι γάτες, των οποίων οι μούμιες βρίσκονταν σε αιγυπτιακούς τάφους, δεν διέφεραν από τις σύγχρονες. Έτσι, ένα παιδί που κοιτάζει το ρολόι για ένα λεπτό ισχυρίζεται ότι ο ωροδείκτης είναι ακίνητος. Εξάλλου, αυτές οι λίγες χιλιάδες χρόνια που μας χωρίζουν από τους κατασκευαστές των πυραμίδων δεν είναι περισσότερο από ένα δευτερόλεπτο στην εξέλιξη των γατών.
Κανείς δεν πείστηκε από τα υπολείμματα απολιθωμάτων ζώων που δεν υπάρχουν πλέον στη Γη. ΣΕ το καλύτερο σενάριοπολύ σοβαροί επιστήμονες πίστευαν ότι ο βιβλικός Νώε δεν πήρε μαμούθ στην κιβωτό του λόγω έλλειψης χώρου. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο όρος «προκατακλυσμιαία ζώα» ήταν ευρέως διαδεδομένος. Ήταν δυνατό να υποθέσουμε καθαρά θεωρητικά για τις πιθανές αλλαγές στα ζώα και τα φυτά από γενιά σε γενιά. Ποιοι είναι όμως οι μηχανισμοί αυτών των αλλαγών; Ποιες είναι οι κινητήριες δυνάμεις πίσω από την εξέλιξη;Κανείς δεν το ήξερε αυτό.
Ο Γάλλος φυσιοδίφης J. B. Lamarck το 1809 περιέγραψε για πρώτη φορά λεπτομερώς την πρώτη ολιστική εξελικτική έννοια στο έργο του «Φιλοσοφία της Ζωολογίας». Ωστόσο, εξήγησε τη φύση της εξέλιξης και τις κινητήριες δυνάμεις της μη ικανοποιητικά ακόμη και για εκείνη την εποχή, και η ιδέα του (Lamarckism) δεν ήταν επιτυχής. Είναι αλήθεια ότι, με τη μια ή την άλλη μορφή, οι Λαμάρκιες ιδέες για την εξέλιξη εμφανίζονται κάθε τόσο, αν και οι πραγματικοί επιστήμονες δεν τις παίρνουν στα σοβαρά.
Από την εποχή του Λαμάρκ, η βιολογία έχει συσσωρεύσει έναν τεράστιο όγκο νέων γεγονότων που επιβεβαιώνουν την ύπαρξη της εξελικτικής διαδικασίας. Το 1859, ο Άγγλος φυσιοδίφης Κάρολος Δαρβίνος διατύπωσε το πρώτο επιστημονική θεωρίαεξέλιξη. Το δόγμα της εξέλιξης συνέχισε να αναπτύσσεται. Η λύση στους νόμους της κληρονομικότητας και της μεταβλητότητας και ο συνδυασμός τους με τον Δαρβινισμό έδωσε σύγχρονη θεωρίαεξέλιξη.
Εξέλιξηείναι η διαδικασία της ιστορικής εξέλιξης του οργανικού κόσμου. Η ουσία αυτής της διαδικασίας είναι η συνεχής προσαρμογή των έμβιων όντων σε ποικίλες και συνεχώς μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες και η αυξανόμενη πολυπλοκότητα της οργάνωσης των ζωντανών όντων με την πάροδο του χρόνου. Στην πορεία της εξέλιξης, συμβαίνει η μετατροπή ορισμένων ειδών σε άλλα.
Κύριο στην εξελικτική θεωρία– η ιδέα της ιστορικής εξέλιξης από σχετικά απλές μορφές ζωής σε πιο οργανωμένες μορφές. Τα θεμέλια της επιστημονικής υλιστικής θεωρίας της εξέλιξης έθεσε ο μεγάλος Άγγλος φυσιοδίφης Κάρολος Δαρβίνος. Πριν από τον Δαρβίνο, στη βιολογία κυριαρχούσε κυρίως η εσφαλμένη αντίληψη της ιστορικής αναλλοίωτης φύσης των ειδών, ότι υπάρχουν τόσα από αυτά όσα δημιουργήθηκαν από τον Θεό. Ωστόσο, ακόμη και πριν από τον Δαρβίνο, οι πιο οξυδερκείς βιολόγοι κατανοούσαν την ασυνέπεια των θρησκευτικών απόψεων για τη φύση, και μερικοί από αυτούς κατέληξαν εικαστικά σε εξελικτικές ιδέες.
Ο πιο εξέχων φυσικός επιστήμονας και προκάτοχος του Καρόλου Δαρβίνου ήταν ο διάσημος Γάλλος επιστήμονας Jean Baptiste Lamarck. Στο διάσημο βιβλίο του «Φιλοσοφία της Ζωολογίας» απέδειξε τη μεταβλητότητα των ειδών. Ο Lamarck τόνισε ότι η σταθερότητα των ειδών είναι μόνο ένα φαινομενικό φαινόμενο και συνδέεται με τη σύντομη διάρκεια των παρατηρήσεων των ειδών. Οι ανώτερες μορφές ζωής, σύμφωνα με τον Lamarck, εξελίχθηκαν από κατώτερες στη διαδικασία της εξέλιξης. Το εξελικτικό δόγμα του Λαμάρκ δεν ήταν αρκετά πειστικό και δεν έτυχε ευρείας αναγνώρισης μεταξύ των συγχρόνων του. Μόνο μετά τα εξαιρετικά έργα του Κάρολου Δαρβίνου, η εξελικτική ιδέα έγινε γενικά αποδεκτή.
Η σύγχρονη επιστήμη έχει πολλά στοιχεία που αποδεικνύουν την ύπαρξη της εξελικτικής διαδικασίας. Αυτά είναι δεδομένα από τη βιοχημεία, την εμβρυολογία, την ανατομία, τη συστηματική, τη βιογραφία, την παλαιοντολογία και πολλούς άλλους κλάδους.
Εμβρυολογικά στοιχεία– ομοιότητα αρχικά στάδιαεμβρυϊκή ανάπτυξη των ζώων. Μελέτη της εμβρυϊκής περιόδου ανάπτυξης στο διάφορες ομάδες, ο K. M. Baer ανακάλυψε την ομοιότητα αυτών των διεργασιών σε διάφορες ομάδες οργανισμών, ειδικά στα αρχικά στάδια ανάπτυξης. Αργότερα, με βάση αυτά τα συμπεράσματα, ο E. Haeckel εξέφρασε την ιδέα ότι αυτή η ομοιότητα έχει εξελικτική σημασία και στη βάση του διατυπώνεται ο «βιογενετικός νόμος» - η οντογένεση είναι μια σύντομη αντανάκλαση της φυλογένεσης. Κάθε άτομο στην ατομική του ανάπτυξη (οντογένεση) περνά από τα εμβρυϊκά στάδια των προγονικών μορφών. Η μελέτη μόνο των πρώιμων σταδίων ανάπτυξης του εμβρύου οποιουδήποτε σπονδυλωτού δεν μας επιτρέπει να προσδιορίσουμε με ακρίβεια σε ποια ομάδα ανήκουν. Οι διαφορές σχηματίζονται σε μεταγενέστερα στάδια ανάπτυξης. Όσο πιο κοντά είναι οι ομάδες στις οποίες ανήκουν οι οργανισμοί που μελετήθηκαν, τόσο περισσότερο θα διατηρηθούν τα κοινά χαρακτηριστικά στην εμβρυογένεση.
Μορφολογικός– πολλές μορφές συνδυάζουν τα χαρακτηριστικά πολλών μεγάλων συστηματικών ενοτήτων. Κατά τη μελέτη διαφορετικών ομάδων οργανισμών, γίνεται προφανές ότι σε ορισμένα χαρακτηριστικά είναι θεμελιωδώς παρόμοια. Για παράδειγμα, η δομή του άκρου σε όλα τα τετράποδα βασίζεται σε ένα άκρο με πέντε δάχτυλα. Αυτή η βασική δομή είναι διάφοροι τύποιμεταμορφώθηκε λόγω διαφορετικές συνθήκεςύπαρξη: αυτό είναι το άκρο ενός ιπποζώου, το οποίο όταν περπατά στηρίζεται σε ένα μόνο δάχτυλο, και το πτερύγιο ενός θαλάσσιου θηλαστικού και το τρυπημένο μέλος ενός τυφλοπόντικα και το φτερό μιας νυχτερίδας.
Τα όργανα που κατασκευάζονται σύμφωνα με ένα ενιαίο σχέδιο και αναπτύσσονται από μεμονωμένα βασικά στοιχεία ονομάζονται ομόλογα. Τα ομόλογα όργανα δεν μπορούν από μόνα τους να χρησιμεύσουν ως απόδειξη της εξέλιξης, αλλά η παρουσία τους δείχνει την προέλευση παρόμοιων ομάδων οργανισμών από έναν κοινό πρόγονο. Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα εξέλιξης είναι η παρουσία υπολειμματικά όργανακαι αταβισμοί. Τα όργανα που έχουν χάσει την αρχική τους λειτουργία αλλά παραμένουν στο σώμα ονομάζονται υπολειπόμενα. Παραδείγματα βασικών στοιχείων περιλαμβάνουν: στον άνθρωπο, που εκτελεί την πεπτική λειτουργία σε μηρυκαστικά θηλαστικά. πυελικά οστά φιδιών και φαλαινών, τα οποία δεν εκτελούν καμία λειτουργία για αυτά. σπόνδυλοι κόκκυγα στον άνθρωπο, που θεωρούνται τα βασικά στοιχεία της ουράς που είχαν οι μακρινοί μας πρόγονοι. ονομάζουμε την εκδήλωση σε οργανισμούς δομών και οργάνων χαρακτηριστικών των προγονικών μορφών. Κλασικά παραδείγματα αταβισμών είναι η πολυθηλή και η ουρά στους ανθρώπους.
Παλαιοντολογικός– τα απολιθώματα πολλών ζώων μπορούν να συγκριθούν μεταξύ τους και να εντοπιστούν ομοιότητες. Με βάση τη μελέτη των απολιθωμάτων των οργανισμών και τη σύγκριση με ζωντανές μορφές. Έχουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους. Τα πλεονεκτήματα περιλαμβάνουν την ευκαιρία να δούμε από πρώτο χέρι πώς άλλαξε μια δεδομένη ομάδα οργανισμών σε διαφορετικές περιόδους. Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν ότι τα παλαιοντολογικά δεδομένα είναι πολύ ελλιπή για πολλούς λόγους. Αυτά περιλαμβάνουν όπως η ταχεία αναπαραγωγή νεκρών οργανισμών από ζώα που τρέφονται με πτώματα. Οι οργανισμοί με μαλακό σώμα διατηρούνται εξαιρετικά ελάχιστα. και τέλος, ότι μόνο ένα μικρό κλάσμα των απολιθωμάτων ανακαλύπτεται. Ενόψει αυτού, υπάρχουν πολλά κενά στα παλαιοντολογικά δεδομένα, τα οποία αποτελούν το κύριο αντικείμενο κριτικής από τους πολέμιους της θεωρίας της εξέλιξης.