Палеонтологические доказательства

1. Напишем об ископаемых останках.
Ископаемые останки – окаменелые раковины моллюсков, зубы и чешуя рыб, скорлупа яиц, скелеты животных, отпечатки и следы их жизнедеятельности, сохранившиеся в мягком иле, в глине, в песчанике. По окаменелым находкам ученые воссоздают животный мир прошлых эпох.

2. Выясним родство современных и вымерших животных.
Родство современных и вымерших животных устанавливается по находкам промежуточных форм. Выяснилось, что окаменелые останки животных несут в себе черты строения, сходные с современными животными, в то же время отличаются от них.

3. Назовем признаки археоптерикса, сближающего его
С пресмыкающимися: тяжелый скелет, мощные зубы, длинный хвост.
С птицами: крылья, покрытые перьями.

4. Назовем причины вымирания динозавров.
Похолодание климата. Другие версии: падение астероида (кометы), солнечная вспышка, пандемия, вулканическая активность, изменение состава атмосферы, обеднение пищевого рациона, малое генетическое разнообразие, изменение гравитационного притяжения и другие.

Эмбриологические доказательства

1. Напишем ответ о сходстве зародышей.
Сходство зародышей всех позвоночных на ранних стадиях развития свидетельствует о единстве происхождения живых организмов и является доказательством эволюции.

2. Обозначим время появления признаков.
На поздних стадиях развития зародыша.

3. Напишем ответ о далеких предках зверей.
На основании сходства их зародышей на ранних стадиях. Начальные стадии развития зародышей млекопитающих сходны с зародышами рыб, на следующей стадии зародыш напоминает зародыш тритона. Следовательно, в ряду предков млекопитающих были земноводные и рыбы.

Сравнительно-анатомические доказательства

1. Напишем ответ о едином плане строения.
Общий план строения организмов позвоночных животных свидетельствует об их близком родстве и позволяет утверждать, что современные хордовые берут начало от примитивных предковых организмов, существовавших в далеком прошлом.

2. Закончим утверждения.
Органы, сходные по общему плану строения, но имеющие различную форму, величину и по-разному приспособленные к выполнению разнообразных функций, называются гомологичными.
Например, передние конечности позвоночных животных.

Органы, утратившие свою функцию в результате длительного неприменения, называются рудиментарными.
Например, крылышко у киви, задние конечности питона, тазовые кости кита.

Атавизм – это появление у данной особи признаков, свойственных отдаленным предкам, но отсутствующих у ближайших.
Например, трехпалость у современных лошадей, дополнительные пары молочных желез, наличие волосяного покрова на всем теле.

3. Опишем изменение связи между организмами.
По ходу эволюции связь между материнским организмом и потомством становилась ближе. У яйцекладущих – откладывание яиц и забота о них, но детеныш развивается вне материнского организма. У сумчатых детеныш окончательно развивается в специальной «сумке». Плацентарные вынашивают потомство внутри материнского организма, детеныш развивается в матке. То есть, связь матери с «детским» организмом» становилась более прочной, это обеспечило большую выживаемость потомков.

Наука о классификации животных называется систематика или таксономия. Эта наука определяет родственные связи между организмами. Степень родства далеко не всегда определяется внешним сходством. Например, сумчатые мыши очень похожи на обыкновенных мышей, а тупайи — на белок. Однако эти животные относятся к разным отрядам. А вот броненосцы, муравьеды и ленивцы, совершенно непохожие друг на друга, объединены в один отряд. Дело в том, что родственные связи между животными определяются их происхождением. Исследуя строение скелета и зубную систему животных, ученые определяют, какие звери наиболее близки друг другу, а палеонтологические находки древних вымерших видов животных помогают установить более точно родственные связи между их потомками. Большую роль в систематике животных играет генетика — наука о законах наследственности.

Первые млекопитающие появились на Земле около 200 млн. лет назад, отделившись от зверообразных рептилий. Исторический путь развития животного мира называется эволюцией . В ходе эволюции происходил естественный отбор — выживали только те животные, которые сумели приспособиться к условиям окружающей среды. Млекопитающие развивались в разных направлениях, образуя множество видов. Случалось так, что животные, имеющие общего предка, на каком-то этапе стали жить в разных условиях и приобрели разные навыки в борьбе за выживание. Преобразовывался их внешний облик, из поколения в поколение закреплялись полезные для выживания вида изменения. Животные, предки которых относительно недавно выглядели одинаково, стали со временем сильно отличаться друг от друга. И наоборот, виды, имевшие разных предков и прошедшие разный эволюционный путь, иногда попадают в одинаковые условия и, меняясь, становятся похожими. Так неродственные между собой виды приобретают общие черты, и лишь науке под силу проследить их историю.

Классификация животного мира

Живую природу Земли делят на пять царств : бактерии, простейшие, грибы, растения и животные. Царства, в свою очередь, делятся на типы. Существует 10 типов животных: губки, мшанки, плоские черви, круглые черви, кольчатые черви, кишечнополостные, членистоногие, моллюски, иглокожие и хордовые. Хордовые — самый прогрессивный тип животных. Их объединяет наличие хорды — первичной скелетной оси. Самые высокоразвитые хордовые объединены в подтип позвоночных. У них хорда преобразована в позвоночник.

Царства

Типы делятся на классы. Всего существует 5 классов позвоночных животных : рыбы, земноводные, птицы, рептилии (пресмыкающиеся) и млекопитающие (звери). Млекопитающие — самые высокоорганизованные животные из всех позвоночных. Всех млекопитающих объединяет то, что они вскармливают своих детенышей молоком .

Класс млекопитающих делится на подклассы : яйцекладущие и живородящие. Яйцекладущие млекопитающие размножаются, откладывая яйца, как рептилии или птицы, но детенышей вскармливают молоком. Живородящие млекопитающие делятся на инфраклассы: сумчатые и плацентарные. Сумчатые рожают недоразвитых детенышей, которые долгое время донашиваются в выводковой сумке матери. У плацентарных зародыш развивается в утробе матери и рождается уже сформировавшимся. У плацентарных млекопитающих есть особый орган — плацента, осуществляющая обмен веществ между материнским организмом и зародышем в период внутриутробного развития. У сумчатых и яйцекладущих плацента отсутствует.

Типы животных

Классы делятся на отряды. Всего существует 20 отрядов млекопитающих . В подклассе яйцекладущих — один отряд: однопроходные, в инфраклассе сумчатых — один отряд: сумчатые, в инфраклассе плацентарных 18 отрядов: неполнозубые, насекомоядные, шерстокрылы, рукокрылые, приматы, хищные, ластоногие, китообразные, сирены, хоботные, даманы, трубкозубые, парнокопытные, мозоленогие, ящеры, грызуны и зайцеобразные.

Класс млекопитающих

Некоторые ученые выделяют из отряда приматов самостоятельный отряд тупайи, из отряда насекомоядных выделяют отряд прыгунчиковые, а хищных и ластоногих объединяют в один отряд. Каждый отряд делится на семейства, семейства — на роды, роды — на виды. Всего на земле в настоящее время обитает около 4000 видов млекопитающих. Каждое животное в отдельности называется особь.

Ученые находятся в полушаге от возрождения исчезнувших видов животных. Одно у специалистов вызывает сомнение: смогут ли однажды вымершие, а теперь восстановленные сумчатые волки, саблезубые тигры и мамонты жить на современной Земле.

В начале мая 1930 года фермер Бети Уилфред зарядом дроби убил зверя, нападавшего на его овец на пастбище в Тасмании. После этого он сделал фотографию мертвого полосатого волка, также известного как тасманский тигр. Снимок стал последним документальным свидетельством существования этого вида в дикой природе.

Шесть лет спустя в зоопарке тасманского города Хобарт умер последний сумчатый волк, содержавшийся в неволе. После этого ученым ничего другого не оставалось, кроме как официально заявить: самый большой в мире сумчатый хищник исчез с лица Земли.

По данным американского фонда Revive and Restore, объединяющего большинство проектов восстановления исчезнувших видов, за прошедшие 100 лет вымерли более 5 тыс. видов животных. Еще несколько сотен видов пока не считаются исчезнувшими, однако многие исследователи склонны полагать, что и они остались только в истории фауны. Причиной массовой гибели братьев меньших специалисты в основном называют действия человека.

Тем временем в этом году некоторые институты в Великобритании, США и Австралии начали амбициозные проекты по воскрешению вымерших видов. Отдельные участники исследований с оптимизмом сообщают, что результатом их работы станет воскрешение исчезнувших животных.

Методы расшифровки генома в последние годы существенно упростились, и теперь ученые готовы копнуть глубже и найти возможность воскресить мамонтов или саблезубых тигров, говорит профессор Эдвард Уилсон из Гарвардского музея сравнительной зоологии. Кроме того, специалисты уверены: восстановление видов станет первым шагом к триумфу синтетической биологии, которая в перспективе, располагая лишь хромосомами, сможет воссоздать чуть ли не весь утраченный мир.

Далекое прошлое

Если сегодня спросить у генетика, кого его коллеги попытаются восстановить в первую очередь — мамонта или динозавра, — он без лишних раздумий ответит: конечно, мамонта.

"Скажу сразу: мы не сможем возродить динозавров, —признается и профессор Уильям Сазерленд с факультета зоологии Кембриджского университета. — Эта идея будоражит научные умы уже много лет, но пока неосуществима".

По словам Сазерленда, для создания живого эмбриона динозавра необходима неповрежденная цепочка ДНК или хотя бы ее часть. А в окаменелостях гигантских животных, вымерших 65 млн лет назад, пока не найдено ни одной целой молекулы.

Впрочем, специалисты не отчаиваются и в деле восстановления древних видов уповают на последний ледниковый период. Эпоха, закончившаяся 11 тыс. лет назад, имеет для генетиков особую привлекательность, ведь в результате климатических катаклизмов останки животных не окаменели, а замерзли. И некоторые из них длительное время находились при очень низкой температуре, что дает надежду на хорошо сохранившиеся спирали ДНК.

Упрощает ситуацию и то, что, к примеру, современные слоны являются близкими родственниками мамонтов, а бенгальские тигры не слишком отличаются от саблезубых предков.

Между тем гены живущих сейчас далеких родственников динозавров частично мутировали — имеются в виду нынешние рептилии и земноводные, не особо похожие своих предков. Причем ученые признаются, что сегодня не могут выяснить, какие именно гены этих рептилий изменились, а какие пришли из далекого прошлого, и поэтому не могут понять, что конкретно нужно менять.

В 2010 году в Институте синтетической биологии в Сан-Франциско ученые начали манипуляции с поврежденным геномом мамонта, найденным в 1900 году в Сибири. Тогда они собирались создать жизнеспособный сперматозоид мамонта и поместить его в яйцеклетку обычного африканского слона.

Затем полученного эмбриона предполагалось подсадить слонихе, которая бы выносила мамонтенка. В успешности такого метода исследователей убеждали эксперименты по клонированию животных и появление в 2003 году гибрида современной горной козы и букардо, вида альпийских коз, считавшихся вымершими.

Однако в 2011-м среди биологов распространилось мнение, что подобные исследования слишком дороги и не имеют особого смысла. Когда работы по созданию ДНК мамонта были только на полпути, на них уже потратили более $ 2,5 млн. В условиях продолжавшегося экономического кризиса работы решили приостановить, тем более что клон букардо прожил считанные минуты и инвесторы проекта сочли такой результат неубедительным.

"В итоге в США и Европе сложилась очень плохая ситуация — затраты на восстановительную биологию упали на 60%, но и система защиты видов от вымирания почти не работала", — говорит Тим Фланери из Revive and Restore. Как отмечает эксперт, последние три года стали очень неудачными для возрождения вымерших видов, так как эти работы назвали дорогой и неэффективной попыткой тратить бюджетные и частные деньги.

Новое дыхание

Изменения наступили в конце 2013-го. Благодаря разработкам американской биотехнологической корпорации Illumina стоимость геномной расшифровки упала более чем в 1.000 раз. И если до сегодняшнего дня исследования проводились исключительно с человеческими геномами, то теперь специалисты уверены: ничто не мешает применить эту систему и к вымершим животным.

К тому же правительства развитых стран одно за другим заявляют о своих решениях сделать приоритетом в финансировании синтетическую биологию, занимающуюся как раз конструированием несуществующих в природе систем и организмов.

Так, в прошлом году американские ученые уже смогли создать совершенно новый вид мшанок (беспозвоночных животных). Этот успешный проект доказывает, что нынче доступны более сложные манипуляции с генами, а при наличии соответствующего финансирования возможно создание новых животных и растений.

В подобных разработках заинтересованы компании, занимающиеся сельским хозяйством и пищевой промышленностью: они давно мечтают о выведении новых растений и животных, адаптированных к современной экосистеме и более продуктивных. Не далее как в январе американская агропромышленная корпорация Bunge заявила, что готова инвестировать в подобные проекты $ 2,6 млн.

"Если мы научимся создавать новые организмы, то ничто не остановит исследователей в создании пшеницы с потрясающими свойствами", — тут же сообщил Генрих Пойнар из лаборатории эволюционной биологии в Университете Макмастера (Канада).

Лаборатория Пойнара в настоящее время трудится над восстановлением тасманского тигра и в этом году должна получить грант от правительства Австралии, которое готово финансировать эту работу.

Пока специалисты намереваются использовать два основных способа возрождения вымерших видов. Из останков животного берется образец ДНК, а потом его недостающие фрагменты заполняются вручную. В среднем, по мнению Сазерленда, на такую процедуру требуется несколько миллионов долларов и около года работы. Тут все зависит от размера животного и того, насколько повреждены цепочки ДНК.

Второй путь — это попытка получить вымершее животное за счет преобразования генных наборов ныне живущих. Например, в Берлинском университете за два года планируют возродить европейских туров. Последний тур, предок нынешних коров, умер в средине XVII века предположительно на территории Львовской обл.

Теперь же ученые хотят изменить ген современных коров, чтобы получить тура. Этот способ более простой, но долгий, так как точно не известно, какие именно гены коровы и тура имеют отличия. В данном случае ученым приходится идти путем проб и ошибок, поэтому в Берлине не рассчитывают создать тура раньше, чем через пять лет.

Изображая бога

Несмотря на то что исследования в области восстановления утраченных видов движутся полным ходом и только в США на ближайшие два года они составят примерно $15 млн, в научных кругах продолжают задаваться вопросом: зачем возвращать мамонта к жизни?

С одной стороны, напрашивается исчерпывающий ответ: просто потому что люди могут это сделать. В случае успеха ученые продемонстрируют мощь и развитие современной науки, в особенности биологии, которая, по мнению экспертов ООН, должна стать в этом столетии двигателем прогресса. Кроме того, такие исследования могут хотя бы частично восстановить экосистему планеты.

С другой стороны, специалисты до сих пор не могут ответить на вопрос, смогут ли тасманские тигры или мамонты жить в изменившихся природных условиях. Ведь, к примеру, огромные тундростепи, в которых паслись мамонты, полностью исчезли.

В то же время манипулирование генами только ради того, чтобы доказать величие науки, может закончиться непредсказуемыми последствиями.

Как бы там ни было, ученые продолжают испытания, а обыватели ждут финала их исследований. По данным опроса журнала National Geographic, немалая часть американцев поддерживают воскрешение давно вымерших видов и ждут, когда же в зоопарках появятся живые мамонты.

Палеонтологические доказательства

1. На основании каких находок ученые сделали вывод о постоянных изменениях животного мира

Ископаемые останки - окаменелые раковины моллюсков, зубы и чешуя рыб, скорлупа яиц, скелеты животных, отпечатки и следы их жизнедеятельности, сохранившиеся в мягком иле, в глине, в песчанике. По окаменелым находкам ученые воссоздают животный мир прошлых эпох

2. Как устанавливается родство современных и вымерших животных?

Родство современных и вымерших животных устанавливается по находкам промежуточных форм. Выяснилось, что окаменелые останки животных несут в себе черты строения, сходные с современными животными, в то же время отличаются от них

3. Ученые установили, что у археоптерикса были признаки пресмыкающихся и птиц одновременно. Назовите признаки археоптерикса, сближающего его

С пресмыкающимися: тяжелый скелет, мощные зубы, длинный хвост

С птицами: крылья, покрытые перьями

4. Какие причины вымирания динозавров вы можете назвать?

Похолодание климата. Другие версии: падение астероида (кометы), солнечная вспышка, пандемия, вулканическая активность, изменение состава атмосферы, обеднение пищевого рациона, малое генетическое разнообразие, изменение гравитационного притяжения и другие

Эмбриологические доказательства

1. О чем говорит сходство зародышей всех позвоночных на ранних стадиях развития?

Сходство зародышей всех позвоночных на ранних стадиях развития свидетельствует о единстве происхождения живых организмов и является доказательством эволюции

2. Когда у зародышей позвоночных появляются признаки, свойственные определенному виду животных?

На поздних стадиях развития зародыша

3. На основании каких фактов мы может говорить о том,что далекими предками зверей были рыбы и земноводные?

На основании сходства их зародышей на ранних стадиях. Начальные стадии развития зародышей млекопитающих сходны с зародышами рыб, на следующей стадии зародыш напоминает зародыш тритона. Следовательно, в ряду предков млекопитающих были земноводные и рыбы

Сравнительно-анатомические доказательства

1. О чем говорит единый план строения организмов позвоночных животных?

Общий план строения организмов позвоночных животных свидетельствует об их близком родстве и позволяет утверждать, что современные хордовые берут начало от примитивных предковых организмов, существовавших в далеком прошлом

2. Закончите утверждения

Органы, сходные по общему плану строения, но имеющие различную форму, величину и по-разному приспособленные к выполнению разнообразных функций, называются гомологичными

Например, передние конечности позвоночных животных

Органы, утратившие свою функцию в результате длительного неприменения, называются рудиментарными

Например, крылышко у киви, задние конечности питона, тазовые кости кита

Атавизм - это появление у данной особи признаков, свойственных отдаленным предкам, но отсутствующих у ближайших

Например, трехпалость у современных лошадей, дополнительные пары молочных желез, наличие волосяного покрова на всем теле

3. Как изменялась связь между материнским и «детским» организмом при развитии систем размножения в ряду: яйцекладущие - сумчатые - плацентарные животные?

По ходу эволюции связь между материнским организмом и потомством становилась ближе. У яйцекладущих - откладывание яиц и забота о них, но детеныш развивается вне материнского организма. У сумчатых детеныш окончательно развивается в специальной «сумке». Плацентарные вынашивают потомство внутри материнского организма, детеныш развивается в матке. То есть, связь матери с «детским» организмом» становилась более прочной, это обеспечило большую выживаемость потомков