§ 38. Сучасні погляди на еволюцію

Що таке гомологічні та аналогічні органи?

Що Чарлз Дарвін уважав рушійною силою еволюції?

Як ви вже знаєте, мікроеволюційні процеси, що відбуваються в популяціях, можуть привести до утворення нових видів унаслідок дії природного добору. Це може відбуватися у формі дивергенції, конвергенції та паралелізму.

Дивергенція, конвергенція, паралелізм. У своїй праці «Походження видів шляхом природного добору, або Збереження сприятливих порід у боротьбі за життя» Ч. Дарвін описав 13 видів в’юрків, які мешкали на Галапагоських островах. Усі в’юрки походять від спільного предка, який потрапив туди з материкової частини Південної Америки. Від вихідної групи, яка живилася насінням, виникли три групи птахів: земляні в’юрки, які живляться насінням, комахоїдні деревні в’юрки і славкові в’юрки, які також живляться дрібним насінням. Їжі, що її вживали птахи вихідної групи, на островах було замало. Переваг у боротьбі за існування набували ті птахи, у яких будова дзьоба була зміненою, що давало їм змогу вживати іншу їжу (поміркуйте, яка це форма боротьби за існування). За нових умов діяла рушійна форма природного добору, що спричинило розходження ознак між окремими групами птахів і, як наслідок, утворення нових видів. Таке розходження ознак називають дивергенцією. Яскравим прикладом дивергентної еволюції є різноманіття ссавців (іл. 150).

Іл. 150. Приклади дивергентної еволюції: а - види в'юрків Галапагоських островів; б - сучасні види ссавців утворилися в результаті еволюції предкової форми

• Дивергенція - еволюційний процес розходження ознак споріднених груп організмів унаслідок адаптації до різних умов існування.

Унаслідок дивергентної еволюції під дією елементарних чинників еволюції від предкової форми утворюється декілька груп, кожна з яких пристосовується до певних умов існування. У разі дивергенції подібність визначається спільністю походження, а відмінності - пристосуванням до різних умов середовища. У міру розбіжності ознак відбувається процес видоутворення, види зазнають подальшої диференціації й утворюють роди, родини тощо.

Дивергенція спричинює різноманіття організмів, згладжуючи напруженість боротьби за існування.

Вивчаючи різноманітність організмів на нашій планеті, ви дізналися, що групи організмів, які не пов’язані родинними зв’язками, можуть пристосуватися до існування в однакових умовах. Наприклад, поміж тварин є організми, які пристосовані до польоту, - комахи (членистоногі) та птахи (хребетні). Пристосуванням до польоту в них слугують крила, що мають різні походження та будову. Такі органи називаються аналогічними (див. § 35) (іл. 151). Подібність цих органів є результатом еволюційного пристосування різних організмів до однакових умов середовища.

Іл. 151. Приклади аналогічних органів тварин: а - метелик; б - колібрі

Обґрунтуйте правильність твердження: «Крило комахи й крило птаха є аналогічними органами».

• Конвергенція - еволюційний процес утворення в однакових умовах подібних ознак в організмів, не пов’язаних родинними зв’язками.

Пристосуваннями до однакових умов можуть бути не лише видозміни органів, а й подібність форми тіла. Порівнюючи водних тварин - риб, раків, дельфінів, можна виявити подібність у формі тіла: у всіх цих тварин вона є обтічною - це пристосування до умов існування.

Можна навести приклад і поміж рослинних організмів: кактус і молочай ростуть в умовах посушливого клімату, тому мають розлогий пагін, у якому запасається вода (іл. 152).

Іл. 152. Приклад конвергенції в рослин: а - кактус; б - молочай

Конвергенція може проявлятися в подібному забарвленні організмів, які живуть разом на певній території: яскраве забарвлення риб коралових рифів, птахів тропічних лісів (іл. 153).

Іл. 153. Приклад конвергенції у тварин: а - амадіна; б - папуга

Чому птахи тропічних лісів мають яскраве забарвлення?

Інколи групи, які утворилися внаслідок дивергенції, можуть знову потрапити в подібні умови. Тоді в організмів цих груп можуть незалежно та паралельно формуватися подібні пристосування до цих умов. Наприклад, палеонтологічні знахідки свідчать про появу шаблезубих форм у різних котячих. Копитні, які проживають у різних кліматичних зонах, рятуються від хижаків утечею. Тому в різних видів спостерігається зменшення кількості пальців, захищених роговими копитами.

• Паралелізм - еволюційний процес незалежного розвитку подібних ознак в еволюції близькоспоріднених груп організмів.

Виникнення паралелізму пов’язане зі збереженням спорідненими групами організмів певної генетичної спільності, а також подібності процесів онтогенезу та його регуляції. Паралелізм починається з дивергенції. У генофондах споріднених видів закономірно виникають подібні мутації. За умови дії на популяції споріднених видів спрямованого природного добору зміни цих популяцій відбуваються подібно, що проявляється у вигляді паралелізму.

Пристосованість як результат еволюції. Результатом дії рушійних сил еволюції є відносна пристосованість видів до умов навколишнього середовища. Це можуть бути забарвлення, форма тіла, поведінка, особливості фізіологічних і біохімічних процесів тощо. Велике значення для виживання організмів у боротьбі за існування має пристосувальна поведінка: різноманітні форми піклування про потомство, демонстративна поведінка в разі наближення ворога тощо. Деякі беззахисні види імітують яскраве захисне забарвлення отруйних або інших небезпечних видів. Таке наслідування називається мімікрією. Яскравим прикладом пристосованості є захисне забарвлення й маскувальна форма тіла, що робить тварину схожою на навколишні предмети (іл. 154).

Іл. 154. Приклади маскувальної форми тіла й забарвлення у тварин: а - гусінь п’ядуна березового; б - метелик-листовидка; в - хамелеон

Наведіть приклади пристосувань організмів до умов навколишнього середовища. Чому вони є відносними?

Розвиток поглядів на еволюційний процес зумовлений відкриттями в галузі генетики, екології, молекулярної біології.

У 1920-1950-х роках завдяки працям Ф. Добжанського, Дж. Холдейна, Е. Майра, Дж. Сімпсона і Дж. Хакслі, О. М. Сєвєрцова, І. І. Шмальгаузена було сформульовано основні положення синтетичної теорії еволюції:

джерелом спадкової мінливості є мутації та рекомбінації;
елементарною одиницею еволюції є популяція, у якій діють елементарні чинники еволюції: дрейф генів, ізоляція та популяційні хвилі;
головною рушійною силою еволюції є природний добір, який є наслідком боротьби за існування в різних її формах;
еволюційний процес відбувається у формах мікроеволюції, видоутворення та макроеволюції;
здебільшого еволюція має дивергентний характер;
еволюційні зміни є незворотними.

Дослідження останніх десятиліть засвідчили, що споріднені види подібні на рівні структури ДНК й білків, а відмінності спричинені переважно точковими мутаціями. Це дає змогу точно визначити родинні зв’язки між порівнюваними видами. Дослідження молекулярної генетики підтвердили дані про родинні зв’язки видів, що їх було отримано методами порівняльної анатомії, ембріології та палеонтології.

Зрозуміло, що нові відкриття в біології сприятимуть розвитку поглядів сучасників і сучасниць на еволюційні процеси. Можливо, їх зробите саме ви.

Повторіть, поміркуйте

1. Дайте означення понять дивергенція, конвергенція, паралелізм. 2. Перелічіть основні положення сучасної синтетичної теорії еволюції. 3. Змоделюйте на вибраному вами прикладі можливі етапи виникнення виду.

Зміст