О единстве органического мира свидетельствует множество факторов: клеточное строение, онтогенез, эмбриология

О единстве органического мира свидетельствует множество факторов: клеточное строение, онтогенез, эмбриология

1а. Все живые организмы на Земле состоят из клеток, сходных по строению,

1б. …химическому составу и функционированию. Это говорит об общем происхождении всего живого на Земле.

1в. Клетка является основной единицей:

• структурной (организмы состоят из клеток)
• функциональной (функции организма выполняются за счет работы клеток)
• размножения (размножение происходит за счет половых клеток).

2а. Все новые клетки образуются из уже существующих клеток путем деления.

2б. Рост и развитие многоклеточного организма происходит за счет роста и размножения одной или нескольких исходных клеток.

Мужики

17 век:
Гук открыл клетки на срезе пробки.
Левенгук открыл одноклеточные организмы (сперматозоиды, эритроциты, инфузории, бактерии)

19 век:
Броун открыл ядро в растительных клетках.
Шлейден выяснил, что ядро есть во всех растительных клетках, сделал вывод, что все растения построены из клеток, сходных по строению.
Шванн открыл ядро в животных клетках, вывел первую клеточную теорию (п.1а).
Вирхов дополнил клеточную теорию (п.2а).

Тесты

1. Из приведенных формулировок укажите положение клеточной теории
А) Оплодотворение – это процесс слияния мужской и женской гамет
Б) Каждая новая дочерняя клетка образуется в результате деления материнской
В) Аллельные гены в процессе митоза оказываются в разных клетках
Г) Развитие организма с момента оплодотворения яйцеклетки до смерти организма называют онтогенезом

2. Сходство строения и жизнедеятельности клеток организмов разных царств живой природы – одно из положений
А) теории эволюции
Б) клеточной теории
В) учения об онтогенезе
Г) законов наследственности

3. Доказательством родства всех видов растений служит
А) клеточное строение растительных организмов
Б) наличие ископаемых остатков
В) вымирание одних видов и образование новых
Г) взаимосвязь растений и окружающей среды

4) Одно из положений клеточной теории
А) при делении клетки хромосомы способны к самоудвоению
Б) новые клетки образуются при делении исходных клеток
В) в цитоплазме клеток содержатся различные органоиды
Г) клетки способны к росту и обмену веществ

5. Согласно клеточной теории, возникновение новой клетки происходит путем
А) обмена веществ
Б) деления исходной клетки
В) размножения организмов
Г) взаимосвязи всех органоидов клетки

6. Клеточное строение организмов всех царств живой природы, сходство строения клеток и их химического состава служат доказательством
А) единства органического мира
Б) единства живой и неживой природы
В) эволюции органического мира
Г) происхождения ядерных организмов от доядерных

7. Единицей размножения организмов является
А) ядро
Б) цитоплазма
В) клетка
Г) ткань

8. Единицей развития организмов является
А) ядро
Б) хлоропласты
В) митохондрии
Г) клетка

9. Что служит доказательством родства растений и животных, единства их происхождения?
А) клеточное строение
Б) наличие разнообразных тканей
В) наличие органов и систем органов
Г) способность к вегетативному размножению

10. В клетке сосредоточена наследственная информация о признаках организма, поэтому ее называют
А) структурной единицей живого
Б) функциональной единицей живого
В) генетической единицей живого
Г) единицей роста

11. Положение клеточной теории
А) хромосомы способны к самоудвоению
Б) клетки размножаются путем деления
В) в цитоплазме клетки имеются органоиды
Г) клетки способны к митозу и мейозу

12. Согласно клеточной теории, клетка – это единица
А) искусственного отбора
Б) естественного отбора
В) строения организмов
Г) мутаций организма

13. Клеточная теория обобщает представления о
А) многообразии органического мира
Б) сходстве строения всех организмов
В) зародышевом развитии организмов
Г) единстве живой и неживой природы

14. «Сходством по строению, химическому составу, обмену веществ обладают клетки всех организмов». Это положение
А) гипотезы возникновения жизни
Б) клеточной теории
В) закона гомологических рядов в наследственной изменчивости
Г) закона независимого распределения генов

15. Какая теория впервые подтвердила единство органического мира
А) хромосомная
Б) эмбриогенеза
В) эволюционная
Г) клеточная

16) Процессы жизнедеятельности у всех организмов протекают в клетке, поэтому ее рассматривают как единицу
А) размножения
Б) строения
В) функциональную
Г) генетическую

17. Какая формулировка соответствует положению клеточной теории
А) клетки растений имеют оболочку, состоящую из клетчатки
Б) клетки всех организмов сходны по строению, химическому составу и жизнедеятельности
В) клетки прокариот и эукариот сходны по строению
Г) клетки всех тканей выполняют сходные функции

18. Какое из приведенных ниже положений относится к клеточной теории
А) зигота образуется в процессе оплодотворения, слияния мужской и женской гамет
Б) в процессе мейоза образуются четыре дочерние клетки с гаплоидным набором хромосом
В) клетки специализированы по выполняемым функциям и образуют ткани, органы, системы органов
Г) клетки растений отличаются от клеток животных по ряду признаков

19. Организмы растений, животных, грибов и бактерий состоят из клеток – это свидетельствует о
А) единстве органического мира
Б) разнообразии строения живых организмов
В) связи организмов со средой обитания
Г) сложном строении живых организмов

20. О единстве органического мира свидетельствует
А) круговорот веществ
Б) клеточное строение организмов
В) взаимосвязь организмов и среды
Г) приспособленность организмов к среде

21. Клетку считают единицей роста и развития организмов, так как
А) она имеет сложное строение
Б) организм состоит из тканей
В) число клеток увеличивается в организме путем митоза
Г) в половом размножении участвуют гаметы

22. Сходство строения и жизнедеятельности клеток организмов разных царств живой природы свидетельствует о
А) единстве органического мира
Б) единстве живой и неживой природы
В) взаимосвязи организмов в природе
Г) взаимосвязи организмов и среды их обитания

23. О единстве органического мира свидетельствует
А) наличие ядра в клетках живых организмов
Б) клеточное строение организмов всех царств
В) объединение организмов всех царств в систематические группы
Г) разнообразие организмов, населяющих Землю

24. Согласно клеточной теории, клетки всех организмов
А) сходны по химическому составу
Б) одинаковы по выполняемым функциям
В) имеют ядро и ядрышко
Г) имеют одинаковые органоиды

25. Немецкие ученые М. Шлейден и Т. Шванн, обобщив идеи разных ученых, сформулировали
А) закон зародышевого сходства
Б) хромосомную теорию наследственности
В) клеточную теорию
Г) закон гомологических рядов

26. В клетке происходит синтез и расщепление органических веществ, поэтому ее называют единицей
А) строения
Б) жизнедеятельности
В) роста
Г) размножения

27. Укажите одно из положений клеточной теории
А) Половые клетки содержат всегда гаплоидный набор хромосом
Б) Каждая гамета содержит по одному гену из каждой аллели
В) Клетки всех организмов имеют диплоидный набор хромосом
Г) Наименьшей единицей строения, жизнедеятельности и
развития организмов является клетка

28. В соответствии с какой теорией организмы разных царств имеют сходных химический состав?
А) хромосомной
Б) эволюционной
В) онтогенеза
Г) клеточной

29. Что свидетельствует о родстве организмов всех царств
А) наличие сходных тканей
Б) развитие от простого к сложному
В) клеточное строение
Г) функциональная роль в экосистемах

30. Какая формулировка соответствует положению клеточной теории?
А) клетки всех тканей выполняют сходные функции
Б) в процессе мейоза образуются четыре гаметы с гаплоидным набором хромосом
В) клетки животных не имеют клеточную стенку
Г) каждая клетка возникает в результате деления материнской клетки

31. Одним из утверждений клеточной теории является следующее:
А) клетка – элементарная единица наследственности
Б) клетка – единица размножения и развития
В) все клетки различны по своему строению
Г) у всех клеток различный химический состав

32. В разработку клеточной теории внесли вклад
А) А.И.Опарин
Б) В.И.Вернадский
В) Т.Шванн и М.Шлейден
Г) Г.Мендель

33. В связи стем, что в любой клетке происходит питание, дыхание, образование продуктов жизнедеятельности, ее считают единицей
А) роста и развития
Б) функциональной
В) генетической
Г) строения организма

34. Сходство обмена веществ в клетках организмов всех царств живой природы – это одно из проявлений теории
А) хромосомной
Б) клеточной
В) эволюционной
Г) происхождения жизни

35. Почему структурной единицей живого считают клетку?
А) в ней происходит обмен веществ
Б) клетки способны к делению и росту
В) все клетки имеют сходный химический состав
Г) организмы всех царств живой природы состоят из клеток

36. Вывод о родстве растений и животных можно сделать на основании
А) хромосомной теории
Б) теории гена
В) закона сцепленного наследования
Г) клеточной теории

37. Сходство строения и жизнедеятельности клеток всех организмов свидетельствует о
А) родстве организмов
Б) развитии живой природы
В) приспособленности организмов
Г) многообразии живой природы

38. Клетка – единица роста и развития организма, так как
А) в ней имеется ядро
Б) в ней хранится наследственная информация
В) она способна к делению
Г) из клеток состоят ткани

39. Почему клеточная теория стала одним из выдающихся обобщений биологии?
А) вскрыла механизмы появления различного вида мутаций
Б) объяснила закономерности наследственности и изменчивости
В) установила взаимосвязь онтогенеза и филогенеза
Г) обосновала единство происхождения всего живого

40. Элементарная биологическая система, способная к самовоспроизведению и развитию, –
А) ядро
Б) орган
В) клетка
Г) ткань

41. В соответствии с какой теорией организмы разных царств имеют сходный химический состав?
А) хромосомной
Б) эволюционной
В) онтогенеза
Г) клеточной

42. Единица роста организмов –
А) хромосома
Б) ткань
В) орган
Г) клетка

43. Укажите одно из положений клеточной теории
А) Соматические клетки содержат диплоидный набор хромосом
Б) Гаметы состоят из одной клетки
В) Клетка прокариот содержит кольцевую хромосому
Г) Клетка – наименьшая единица строения и жизнедеятельности организмов

44. Среди указанных формулировок определите положение клеточной теории
А) Аллельные гены в процессе мейоза оказываются в разных половых клетках
Б) Клетки всех организмов сходны по химическому составу и строению
В) Оплодотворение представляет собой процесс соединения мужской и женской клеток
Г) Онтогенез – это развитие организма с момента оплодотворения яйцеклетки до смерти организма

45. Клетка – составная часть тканей многоклеточных растений, поэтому ее считают единицей
А) развития
Б) роста
В) жизнедеятельности
Г) строения

Какие доказательства единства органического мира?

Важнейшим научным доказательством единства всего живого послужила клеточная теория Т. Шванна и М. Шлейдена (1839).

Открытие клеточного строения растительных и животных организмов, уяснение того, что все клетки (несмотря на имеющиеся различия в форме, размерах, некоторых деталях химической организации) построены и функционируют в целом одинаковым образом, дали толчок исключительно плодотворному изучению закономерностей, лежащих в основе морфологии, физиологии, индивидуального развития живых существ.

Единство органического мира. Особенности растительного организма, их связь с типом обмена веществ

Открытием фундаментальных законов наследственности биология обязана Г. Менделю (1865), Г. де Фризу, К. Корренсу и К. Чермаку (1900), Т. Моргану (1910—1916), Дж. Уотсону и Ф. Крику (1953).

Названные законы раскрывают всеобщий механизм передачи наследственной информации от клетки к клетке, а через клетки — от особи к особи и перераспределения ее в пределах биологического вида.

Законы наследственности важны в обосновании идеи единства органического мира; благодаря им становится понятной роль таких важнейших биологических явлений, как половое размножение, онтогенез, смена поколений.

Представления о единстве всего живого получили основательное подтверждение в результатах исследований биохимических (обменных, метаболических) и биофизических механизмов жизнедеятельности клеток.

Хотя начало таких исследований относится ко второй половине XIX в., наиболее убедительны достижения молекулярной биологии, ставшей самостоятельным направлением биологической науки в 50-е гг. XX столетия, что связано с описанием Дж. Уотсоном и Ф. Криком (1953) строения дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).

На современном этапе развития молекулярной биологии и генетики возникло новое научно-практическое направление — геномика, имеющая в качестве главной задачи прочтение ДНК-текстов геномов человека и других организмов.

На основе доступа к личной биологической информации возможно ее целенаправленное изменение, в том числе путем введения генов от других видов. Такая возможность представляет собой важнейшее доказательство единства и универсальности базисных механизмов жизнедеятельности.

Молекулярная биология уделяет главное внимание изучению в процессах жизнедеятельности роли биологических макромолекул (нуклеиновые кислоты, белки), закономерностей хранения, передачи и использования клетками наследственной информации.

Молекулярно-биологические исследования раскрыли универсальные физико-химические механизмы, от которых зависят такие всеобщие свойства живого, как наследственность, изменчивость, специфичность биологических структур и функций, воспроизведение в ряду поколений клеток и организмов определенного строения.

Клеточная теория, законы наследственности, достижения биохимии, биофизики и молекулярной биологии свидетельствуют в пользу единства органического мира в его современном состоянии.

То, что живое на планете представляет собой единое целое в историческом плане, обосновывается теорией эволюции. Основы названной теории заложены Ч. Дарвином (1858). Свое дальнейшее развитие, связанное с достижениями генетики и популяционной биологии, она получила в трудах А. Н. Северцова, Н. И. Вавилова, Р. Фишера, С. С. Четверикова, Ф. Р. Добжанского, Н. В. Тимофеева-Ресовского, С. Райта, И. И. Шмальгаузена, чья плодотворная научная деятельность относится к XX столетию.

Эволюционная теория объясняет единство мира живых существ общностью их происхождения. Она называет пути, способы и механизмы, которые за несколько миллиардов лет привели к наблюдаемому ныне разнообразию живых форм, в одинаковой мере приспособленных к среде обитания, но различающихся по уровню морфофизиологической организации.

Общий вывод, к которому приходит теория эволюции, состоит в утверждении, что живые формы связаны друг с другом генетическим родством, степень которого для представителей разных групп различается.

Свое конкретное выражение — это родство находит в преемственности в ряду поколений фундаментальных молекулярных, клеточных и системных механизмов развития и жизнеобеспечения.

В основе специфических свойств каждой клетки, каждого организма, которые передаются по наследству, лежит специфика обмена веществ. Обмен веществ — это совокупность всех происходящих в организме химических процессов.

Химические реакции, составляющие обмен веществ, тесно взаимосвязаны и согласованы друг с другом. Обмен веществ внутри клетки тесно взаимосвязан со средой. Из внешней среды поступают вещества, необходимые для жизнедеятельности организма, и определенные вещества выделяются организмом в среду.

Условия среды (температура, влажность, освещение), в которых обитает организм, оказывают огромное влияние на скорость и направленность обмена. Организм обладает способностью регулировать обмен веществ. Даже поверхностное рассмотрение особенностей химических процессов в живой клетке позволяет заметить, что они протекают с огромной скоростью.

И все они являются каталитическими и осуществляются благодаря присутствию биологических катализаторов-ферментов, ничтожное количество которых осуществляет колоссальный объем превращений.

Особенностями ферментов по сравнению с небиологическими катализаторами является высокая эффективность действия, специфичность и способность функционировать при «мягких» условиях значений рН и температуры.

§ 43. Доказательства эволюции

Современная наука обладает очень многими фактами, доказывающими существование эволюционного процесса. Это данные биохимии, генетики, эмбриологии, анатомии, систематики, биогеографии, палеонтологии и многих других дисциплин.

Доказательства единства происхождения органического мира. Все организмы, будь то вирусы, бактерии, растения, животные или грибы, имеют удивительно близкий элементарный химический состав. У всех у них особо важную роль в жизненных явлениях играют белки и нуклеиновые кислоты, которые построены по единому принципу и из сходных компонентов. Особенно важно подчеркнуть, что высокая степень сходства обнаруживается не только в строении биологических молекул, но и в способе их функционирования. Принципы генетического кодирования, биосинтеза белков и нуклеиновых кислот (см. § 14—16) едины для всего живого. У подавляющего большинства организмов в качестве молекул-аккумуляторов энергии используется АТФ, одинаковы также механизмы расщепления сахаров и основной энергетический цикл клетки.

Большинство организмов имеют клеточное строение. Клетка — это основной «кирпичик» жизни. Ее строение и функционирование очень сходны у разных организмов. Деление клеток — митоз, а в половых клетках — мейоз — осуществляется принципиально одинаково у всех эукариот.

Крайне маловероятно, чтобы такое удивительное сходство в строении и функционировании живых организмов было следствием случайного совпадения. Оно результат общности их происхождения.

Эмбриологические доказательства эволюции. В пользу эволюционного происхождения органического мира говорят данные эмбриологии.

Русский ученый Карл Бэр (1792—1876) обнаружил поразительное сходство зародышей различных позвоночных. Он писал: «Зародыши млекопитающих, птиц, ящериц и змей в высшей степени сходны между собой на самых ранних стадиях как в целом, так и по способу развития отдельных частей. У меня в спирту сохраняются два маленьких зародыша, которые я забыл пометить, и теперь я совершенно не в состоянии сказать, к какому классу они принадлежат. Может быть, это ящерицы, может быть — маленькие птицы, а может быть — и очень маленькие млекопитающие, до того велико сходство в устройстве головы и туловища у этих животных. Конечностей, впрочем, у этих зародышей еще нет. Но если бы даже они и были на самых ранних стадиях своего развития, то и тогда мы ничего не узнали бы, потому что ноги ящериц и млекопитающих, крылья и ноги птиц, а также руки и ноги человека развиваются из одной и той же основной формы».

Рис. 52. Сходство начальных стадий эмбрионального развития позвоночных

На более поздних стадиях развития различия между эмбрионами увеличиваются, появляются признаки класса, отряда, семейства (рис. 52). Ч. Дарвин рассматривал сходство ранних стадий онтогенеза у разных представителей крупных таксонов как указание на их происхождение путем эволюции от общих предков. Современные открытия в области генетики развития подтвердили дарвиновскую гипотезу. Было показано, например, что важнейшие процессы раннего онтогенеза у всех позвоночных контролируются одними и теми же генами. Более того, многие из этих генов-регуляторов обнаружены и у беспозвоночных (червей, моллюсков и членистоногих). На рисунке 53 показаны районы активности генов семейства Нох во время формирования нервной системы у дрозофилы и мыши. Последний общий предок этих двух видов животных существовал более 500 млн лет назад. Несмотря на это, у мыши и у дрозофилы сохранились в основном неизменными не только сами гены-регуляторы, но и порядок их расположения в хромосомах, и последовательность их включения в онтогенезе, и взаимное положение районов развивающейся нервной системы, в которых эти гены активны.

Рис. 53. Сравнение районов активности генов, контролирующих развитие нервной системы у дрозофилы и мыши

Морфологические доказательства эволюции. Особую ценность для доказательства единства происхождения органического мира представляют формы, сочетающие в себе признаки нескольких крупных систематических единиц. Существование таких промежуточных форм указывает на то, что в прежние геологические эпохи жили организмы, являющиеся родоначальниками нескольких систематических групп. Наглядным примером этого может служить одноклеточный организм эвглена зеленая. Она одновременно имеет признаки, типичные для растений (хлоропласты, способность использовать углекислый газ) и для простейших животных (жгутики, светочувствительный глазок и даже подобие ротового отверстия).

Еще Ламарк ввел деление животных на позвоночных и беспозвоночных. Долгое время между ними не обнаруживали связующих звеньев, пока исследования отечественного ученого А. О. Ковалевского не установили связь между этими группами животных. А. О. Ковалевский доказал, что типичное на первый взгляд беспозвоночное — сидячая асцидия — развивается из свободноплавающей личинки. Она имеет хорду и очень сходна с ланцетником, представителем, как тогда считали, позвоночных. На основании таких исследований всю группу животных, к которым принадлежали и асцидии, присоединили к позвоночным и дали этому типу наименование хордовых.

Связь между разными классами животных также хорошо иллюстрирует общность их происхождения. Яйцекладущие (например, ехидна и утконос) по ряду особенностей своей организации промежуточны между рептилиями и млекопитающими.

Строение передних конечностей некоторых позвоночных (рис. 54), например ласты кита, дельфина, лапы крота, крыла летучей мыши, лапы крокодила, крыла птицы, руки человека, несмотря на выполнение этими органами совершенно разных функций, в принципиальных чертах сходно. Некоторые кости в скелете конечностей могут отсутствовать, другие — срастаться, относительные размеры костей могут меняться, но их гомология, т. е. сходство, основанное на общности происхождения, совершенно очевидна. Гомологичными называют такие органы, которые развиваются из одинаковых эмбриональных зачатков сходным образом.

Рис. 54. Гомология передних конечностей позвоночных

Некоторые органы или их части не функционируют у взрослых животных и являются для них лишними — это так называемые рудиментарные органы, или рудименты. Наличие рудиментов, так же как и гомологичных органов, тоже свидетельство общности происхождения. Рудиментарные глаза встречаются у совершенно слепых животных, ведущих подземный образ жизни. Скелет задних конечностей у кита, скрытый внутри тела, — рудимент, свидетельствующий о наземном происхождении его предков. У человека тоже известны рудиментарные органы. Таковы мышцы, двигающие ушную раковину, рудимент третьего века, или так называемой мигательной перепонки, и т. д.

Палеонтологические доказательства эволюции. Развитие, например, хордовых осуществлялось поэтапно. Вначале возникли низшие хордовые, затем последовательно во времени возникают рыбы, амфибии, рептилии. Рептилии, в свою очередь, дают начало млекопитающим и птицам. На заре своего эволюционного развития млекопитающие были представлены небольшим числом видов, в то время процветали рептилии. Позднее резко увеличивается число видов млекопитающих и птиц и исчезает большинство видов рептилий. Таким образом, палеонтологические данные указывают на смену форм животных и растений во времени.

В отдельных случаях палеонтология указывает на причины эволюционных преобразований. В этом отношении интересна эволюция лошадей. Современные лошади произошли от мелких всеядных предков, живших 60—70 млн лет назад в лесах и имевших пятипалую конечность. Изменение климата на Земле, повлекшее за собой сокращение площадей лесов и увеличение размеров степей, привело к тому, что предки современных лошадей начали осваивать новую среду обитания — степи. Необходимость защиты от хищников и передвижений на большие расстояния в поисках хороших пастбищ привела к преобразованию конечностей — уменьшению числа фаланг вплоть до одной (рис. 55). Параллельно изменению конечностей происходило преобразование всего организма: увеличение размеров тела, изменение формы черепа и усложнение строения зубов, возникновение свойственного травоядным млекопитающим пищеварительного тракта и многое другое.

Рис. 55. Исторический ряд изменений в строении передней конечности лошади

В результате изменения внешних условий под влиянием естественного отбора произошло постепенное превращение мелких пятипалых всеядных животных в крупных травоядных. Богатейший палеонтологический материал — одно из наиболее убедительных доказательств эволюционного процесса, длящегося на нашей планете уже более 3 млрд лет.

Биогеографические доказательства эволюции. Ярким свидетельством произошедших и происходящих эволюционных изменений является распространение животных и растений по поверхности нашей планеты. Еще в эпоху Великих географических открытий путешественников и натуралистов поражало разнообразие животных в дальних странах, особенности их распространения. Однако лишь А. Уоллесу удалось привести все сведения в систему и выделить шесть биогеографических областей (рис. 56): 1) Палеоарктическую, 2) Неоарктическую (Палеоарктическую и Неоарктическую зоны часто объединяют в Голарктическую область), 3) Индо-Малайскую, 4) Эфиопскую, 5) Неотропическую и 6) Австралийскую.

Рис. 56. Карта биогеографических зон

Сравнение животного и растительного мира разных зон дает богатейший научный материал для доказательства эволюционного процесса. Фауна и флора Палеоарктической (Евроазиатской) и Неоарктической (Североамериканской) областей, например, имеют много общего. Это объясняется тем, что в прошлом между названными областями существовал сухопутный мост — Берингов перешеек. Неоарктическая и Неотропическая области, напротив, имеют мало общих черт, хотя в настоящее время соединены Панамским перешейком. Это объясняется изолированностью Южной Америки в течение нескольких десятков миллионов лет. После возникновения Панамского моста лишь немногим южноамериканским видам удалось проникнуть на север (дикобраз, броненосец, опоссум). Североамериканские виды преуспели в освоении южноамериканской области несколько больше. Ламы, олени, лисы, выдры, медведи проникли в Южную Америку, но не оказали существенного влияния на ее уникальный видовой состав.

Интересен и своеобразен животный мир Австралийской области. Известно, что Австралия обособилась от Южной Азии еще до возникновения высших млекопитающих.

Таким образом, распределение видов животных и растений по поверхности планеты и их группировка в биогеографические зоны отражают процесс исторического развития Земли и эволюции живого.

Островные фауна и флора. Для понимания эволюционного процесса интерес представляют фауна и флора островов. Состав их фауны и флоры полностью зависит от истории происхождения островов. Острова могут быть материкового происхождения, т. е. представлять собой результат обособления части материка, или океанического происхождения (вулканические и коралловые).

Материковые острова характеризуются фауной и флорой, близкой по составу к материковой. Однако, чем древнее остров и чем более значительна водная преграда, тем больше обнаруживается отличий. Британские острова отделились от Европы совсем недавно и имеют фауну, идентичную европейской. На давно обособившихся островах процесс расхождения видов заходит гораздо дальше. На Мадагаскаре, например, нет типичных для Африки крупных копытных: быков, антилоп, носорогов, зебр. Нет и крупных хищников (львов, леопардов, гиен), высших обезьян (павианов, мартышек). Однако много низших приматов — лемуров, которые нигде больше не встречаются.

Совершенно иная картина обнаруживается при рассмотрении фаун океанических островов. Их видовой состав очень беден. На большинстве таких островов отсутствуют наземные млекопитающие и амфибии, неспособные преодолеть значительные водные препятствия. Вся фауна океанических островов — результат случайного занесения на них некоторых видов, обычно птиц, рептилий, насекомых. Представители таких видов, попавшие на океанические острова, получают широкие возможности для размножения. Например, на Галапагосских островах из 108 видов птиц 82 эндемичны (т. е. нигде больше не встречаются) и все 8 видов рептилий характерны только для этих островов. На Гавайских островах обнаружено большое разнообразие улиток, из которых 300 эндемичных видов принадлежат одному роду.

Огромное количество разнообразных биогеографических фактов указывает на то, что особенности распределения живых существ на планете тесно связаны с преобразованием земной коры и с эволюционными изменениями видов.

Молекулярные доказательства эволюции. В настоящее время практически завершена полная расшифровка генома (совокупности всех генов) человека и геномов ряда животных, растений и микроорганизмов. Известна полная последовательность нуклеотидов в ДНК у огромного числа видов живых организмов. Сравнение этих последовательностей дает новый ключ к построению родословной жизни на Земле.

Многие мутации представляют собой замены одних нуклеотидов на другие. Мутации возникают, как правило, во время репликации ДНК (см. § 14). Отсюда следует, что, чем больше поколений прошло со времени дивергенции двух видов от общего предка, тем больше случайных замен нуклеотидов должно было накопиться в геномах этих дочерних видов. Общий предок человека и шимпанзе существовал около пяти миллионов лет назад, а общий предок человека и мыши — более 80 миллионов лет назад. Когда мы сравниваем нуклеотидные последовательности генов, например гена бета-глобина, мы видим, что различий между генами человека и шимпанзе гораздо меньше, чем между генами человека (или шимпанзе) и мыши.

Какие факторы свидетельствуют о единстве органического мира

Мир органических существ, также, как и неорганических веществ является материальным. Органическая жизнь очень тесно связана с неорганическим миром.

Эволюция длительное время работала над разнообразием форм живого мира, продвигаясь от простого к сложному. Разберемся, в чем же заключается общность и единство живой оболочки Земли? Что свидетельствует о единстве происхождения органического мира?

Факторы единства

Существует несколько факторов, выступающих доказательной базой общности и единства происхождения всех живых существ:

• Сходный элементарный химический состав;
• Все живые организмы имеют клеточное дискретное строение;
• Основные физиологические и биохимические процессы протекают сходным образом;
• Выявление родства на основании эмбрионального развития;
• Палеонтология;
• Альтернативные факторы единства.

Рассмотрим представленные выше факторы несколько более подробно.

Это интересно: Карл Линней и его вклад в биологию.

Сходный химический состав органических тел

Все живые организмы при ближайшем рассмотрении имеют примерно одинаковый химически элементарный состав. Жизнь определяют как способ существования белковых тел, называя ее углеродной, так как в составе любого органического вещества всегда присутствую молекулы углерода. В составе любого живого существа содержатся вода, органические соединения (белки, жиры, углеводы), а также неорганические соли.

Среди важнейших элементов, которые содержатся в протоплазме можно обозначить — углерод, кислород, водород, азот, серу, фосфор, калий, кальций, магний и железо. Эти компоненты мы называем макроэлементами. Среди микроэлементов в составе живых существ мы выделяем медь, цинк, бор, молибден, марганец, хлор, натрий, кремний, стронций, алюминий, фтор, бром.

Любой живой организм содержит воду. Вода — важнейшее соединение в составе живых клеток. Она является раствором, где протекают основные химические процессы, служит транспортной сетью для растворенных веществ, регулирует температуру.

В составе разных живых организмов представлено разное количество воды:

• Водоросли — до 98%;
• Листья деревьев — 50−97%;
• Сухие семена — 5−9%;
• Медузы — 95%;
• Кровь животных и человека — 79%;
• Сердце человека — 70%.

Клеточное строение живых организмов

В 17 веке Р. Гук рассмотрел под микроскопом в коре пробкового дуба строение растительной клетки. После этого открытия клетки обнаруживались в различных биологических образцах. В 1838 году Маттиас Якоб Шлейден (немецкий ботаник) написал, что он исследовал множество разных форм растений, и все они состоят из клеток. Клетка — это универсальная форма жизни. Из одной клетки вырастает весь живой организм.

В 1839 другой ученый — Теодор Шванн популяризовал и углубил идею коллеги. Он изучал ткани животных и пришел к выводу, что и животные состоят из клеток. Каждая клетка имеет мембрану, которая отделяет ее от внешней агрессивной среды внешнего мира.

Так родилась теория Шлейдена — Шванна о единстве клеточного строения органического мира. Постепенно ученые пришли к тому, что и гаметы (яйцеклетка и сперматозоиды) — это тоже клетки. Сформировалась устойчивая концепция единства жизни. Единое клеточное строение организмов всех царств свидетельствует о единстве происхождения органической жизни.

Физиология и биохимия

Исследования физиологов и биохимиков подтверждают, что одни и те же группы химически компонентов представлены в составе тел абсолютно разных живых существ. Все физиологические биохимические процессы у разных групп живых организмов протекают сходно вне зависимости от того как далеко они отстоят друг от друга в генеалогическом родстве.

Первооткрывателем процессов метаболизма был английский ученый — Артур Хэрдэн.

Он получил энзимную вытяжку из дрожжевых клеток и отметил, что она разлагает сахара и выделяет углекислый газ. Процесс со временем замедлялся. Хэрдэн предполагал, что это связано с расходом энзима. В ходе эксперимента выяснилось, что происходит накопление промежуточных продуктов метаболизма. Он добавил фосфат натрия, и процесс возобновился, при этом в составе появился органический фосфат.

Далее биохимия развивалась взрывными темпами. Различные опыты подтверждали, что у разных представителей живых существ одни и те же процессы протекают одинаково. Это показательно в исследованиях английского биохимика Х. А. Кребса . Он открыл основные этапы разложения молочной кислоты до углекислого газа и воды. Этот каскад реакций одинаков у разных видов животных. Его называют циклом Кребса.

Выявление родства на основании биогенетического закона

Эта закономерность является подтверждением единства царства животных. Животные на ранних стадиях онтогенеза имеют сходства в развитии. На основании этих наблюдений Э. Геккель и Ф. Мюллер вывели основной биогенетический закон, который гласит, что онтогенез — это быстрое и краткое повторение филогенеза. Такая формулировка справедлива исключительно для ранних стадий развития.

Идею углубил русский ученый Карл Максимович Бэр. Именно он обнаружил сходство эмбрионов животных на ранних стадиях развития. Это наблюдение получило название закона зародышевого сходства. Многие наверняка видели картинку, где рыбы, саламандры, черепахи, крысы и человека. На самых ранних стадиях эмбрионы удивительно похожи. Это не может не являться свидетельством того, что все животные имеют одного единого предка и развиваются по сходному сценарию.

Нелишним здесь будет упомянуть о рудиментарных органах и атавизмах:

• Рудиментарными являются органы, которые появляются на определенной стадии онтогенеза и остаются у взрослых особей, не имея функции. Они указывают на предков, у которых они, будучи развитыми полностью, выполняли определенную функцию. Примеры рудиментов — бедренные кости кита и питона, аппендикс, копчик, зубы мудрости, третье веко, волосы на теле, мышцы движения ушей, рудиментарные глаза у подземных и пещерных животных.
• Атавизмы — изредка проявляющиеся морфологические признаки, которые встречались у предков. Примеры атавизмов: многососковость, густой волосяной покров некоторых частей тела (лицо, спина), удлиненный копчик (хвост), микроцефалия (маленький череп), икота (унаследована от амфибий). Микроцефалию и икоту также причисляют к атавизмам, но так считают не многие ученые.

Палеонтология

Палеонтология — это наука, изучающая вымершие формы живых существ, их строение, образ жизни на основании останков. Палеонтология свой рабочий материал подразделяет условно на руководящих ископаемых и живых ископаемых. Руководящие — это останки животных и растений, которые встречаются в определенных геологических слоях. Живые ископаемые — это ныне живущие организмы, сохранившиеся практически без изменений с доисторических времен — гингко, секвойя, кистеперая рыба Латимерия, головоногий моллюск наутилус и некоторые другие животные и растения.

Альтернативные факторы единства

1. О единстве органического мира свидетельствует круговорот веществ в природе. Это весьма очевидный фактор. Все на планете взаимосвязано и состоит из одних и тех же веществ. Все органические тела подвержены умиранию и разложению с возвращением компонентов в неживую природу, которая является источником этих компонентов.
2. Доказательства родства организмов на основе паразитологии. Близкородственные виды поражаются одинаковыми паразитами (например, вши определенных видов заводятся только в шерсти верблюдов и лам, хотя ламы живут в Южной Америке, а верблюды в Евразии и Африке).
3. Выявление родства на основе биогеографии. Биогеография помогает определить ход эволюции. Так, существуют эндемики и реликты, позволяющие доподлинно понимать степени родства организмов и их единство:
   • Эндемики — группы видов, возникшие в ходе эволюционного развития из немногочисленной группы особей одного вида, которым однажды удалось заселить определенную территорию (вьюрки Галапагосских островов, мухоловки Соломоновых островов и т. д. ).
   • Реликты — это формы, которые ранее были представлены на больших пространствах, но были вытеснены в определенную зону климатическими факторами или другими животными/растениями. Это организмы, представленные только в определенном месте и более не встречающиеся нигде (пицундская сосна).

Из приведенных доказательств становится абсолютно очевидно, что на планете имеется четкая взаимосвязь живой и неживой природы. Многие факторы указывают на то, что все многообразие живой природы нашей планеты произошло от небольшой группы древних предков. Впереди нас ждут удивительные открытия, которые позволят понимать мир еще лучше.

Клеточная теория

1. Все живые организмы (кроме вирусов) на Земле состоят из клеток, сходных
по строению, химическому составу и функционированию. Это говорит о
родстве (общем происхождении) всех живых организмов на Земле (о
единстве органического мира).
2. Клетка является:
• структурной единицей (организмы состоят из клеток)
• функциональной единицей (функции организма выполняются за счет работы
клеток)
• генетической единицей (клетка содержит наследственную информацию)
• единицей роста (организм растет за счет размножения его клеток)
• единицей размножения (размножение происходит за счет половых клеток)
• единицей жизнедеятельности (в клетке происходят процессы пластического и
энергетического обмена) и т.п.
3. Все новые дочерние клетки образуются из уже существующих материнских
клеток путем деления (Вирхов).
4. Рост и развитие многоклеточного организма происходит за счет роста и
размножения (путем митоза) одной или нескольких исходных клеток.

3. Персоналии и методы

Персоналии
Гук открыл клетки.
Левенгук открыл живые клетки (сперматозоиды, эритроциты, инфузории, бактерии).
Броун открыл ядро.
Шлейден и Шванн вывели первую клеточную теорию («Все живые организмы на Земле
состоят из клеток, сходных по строению»).
Методы
1. Световой микроскоп увеличивает до 2000 раз (обычный школьный – от 100 до 500 раз).
Позволяет изучать процессы, происходящие в живой клетке (митоз, движение
органоидов и т.п.)
2. Электронный микроскоп увеличивает до 107 раз, что позволяет изучать микроструктуру
органоидов. Метод не работает с живыми объектами.
3. Ультрацентрифуга. Клетки разрушаются и помещаются в центрифугу. Компоненты клетки
разделаются по плотности (самые тяжелые части собираются на дне пробирки, самые
лёгкие – на поверхности). Метод позволяет избирательно выделять и изучать
органоиды.

38. Из приведенных формулировок укажите положение клеточной
теории
А) Оплодотворение – это процесс слияния мужской и женской гамет
Б) Каждая новая дочерняя клетка образуется в результате деления
материнской
В) Аллельные гены в процессе митоза оказываются в разных клетках
Г) Развитие организма с момента оплодотворения яйцеклетки до смерти
организма называют онтогенезом
79. Сходство строения и жизнедеятельности клеток организмов
разных царств живой природы – одно из положений
А) теории эволюции
Б) клеточной теории
В) учения об онтогенезе
Г) законов наследственности
112. В основе роста любого многоклеточного организма лежит процесс
А) мейоза
Б) митоза
В) оплодотворения
Г) синтеза молекул АТФ

120. Доказательством родства всех видов растений служит
А) клеточное строение растительных организмов
Б) наличие ископаемых остатков
В) вымирание одних видов и образование новых
Г) взаимосвязь растений и окружающей среды
162. Одно из положений клеточной теории
А) при делении клетки хромосомы способны к самоудвоению
Б) новые клетки образуются при делении исходных клеток
В) в цитоплазме клеток содержатся различные органоиды
Г) клетки способны к росту и обмену веществ
175. Согласно клеточной теории, возникновение новой клетки
происходит путем
А) обмена веществ
Б) деления исходной клетки
В) размножения организмов
Г) взаимосвязи всех органоидов клетки

294. Какой метод позволяет избирательно выделять и изучать
органоиды клетки
А) окрашивание
Б) центрифугирование
В) микроскопия
Г) химический анализ
395. Клеточное строение организмов всех царств живой природы,
сходство строения клеток и их химического состава служат
доказательством
А) единства органического мира
Б) единства живой и неживой природы
В) эволюции органического мира
Г) происхождения ядерных организмов от доядерных
396. Единицей размножения организмов является
А) ядро
Б) цитоплазма
В) клетка
Г) ткань

437. Единицей развития организмов является
А) ядро
Б) хлоропласты
В) митохондрии
Г) клетка
528. Что служит доказательством родства растений и животных,
единства их происхождения?
А) клеточное строение
Б) наличие разнообразных тканей
В) наличие органов и систем органов
Г) способность к вегетативному размножению
627. В клетке сосредоточена наследственная информация о
признаках организма, поэтому ее называют
А) структурной единицей живого
Б) функциональной единицей живого
В) генетической единицей живого
Г) единицей роста

660. Разделение органоидов клетки на основе их различной
плотности составляет сущность метода
А) микроскопирования
Б) центрифугирования
В) окрашивания
Г) сканирования
740. Изучать структуру органоидов клетки позволяет метод
А) светового микроскопирования
Б) электронного микроскопирования
В) центрифугирования
Г) культуры тканей
993. Положение клеточной теории
А) хромосомы способны к самоудвоению
Б) клетки размножаются путем деления
В) в цитоплазме клетки имеются органоиды
Г) клетки способны к митозу и мейозу

1073. Согласно клеточной теории, клетка – это единица
А) искусственного отбора
Б) естественного отбора
В) строения организмов
Г) мутаций организма
1113. Клеточная теория обобщает представления о
А) многообразии органического мира
Б) сходстве строения всех организмов
В) зародышевом развитии организмов
Г) единстве живой и неживой природы
1151. «Сходством по строению, химическому составу, обмену
веществ обладают клетки всех организмов». Это положение
А) гипотезы возникновения жизни
Б) клеточной теории
В) закона гомологических рядов в наследственной изменчивости
Г) закона независимого распределения генов

1191. Какая теория впервые подтвердила единство органического
мира
А) хромосомная
Б) эмбриогенеза
В) эволюционная
Г) клеточная
1229. Процессы жизнедеятельности у всех организмов протекают
в клетке, поэтому ее рассматривают как единицу
А) размножения
Б) строения
В) функциональную
Г) генетическую
1275. Какая формулировка соответствует положению клеточной
теории
А) клетки растений имеют оболочку, состоящую из клетчатки
Б) клетки всех организмов сходны по строению, химическому составу и
жизнедеятельности
В) клетки прокариот и эукариот сходны по строению
Г) клетки всех тканей выполняют сходные функции

1276. Какое из приведенных ниже положений относится к клеточной
теории
А) зигота образуется в процессе оплодотворения, слияния мужской и женской
гамет
Б) в процессе мейоза образуются четыре дочерние клетки с гаплоидным
набором хромосом
В) клетки специализированы по выполняемым функциям и образуют ткани,
органы, системы органов
Г) клетки растений отличаются от клеток животных по ряду признаков
1277. Организмы растений, животных, грибов и бактерий состоят из
клеток – это свидетельствует о
А) единстве органического мира
Б) разнообразии строения живых организмов
В) связи организмов со средой обитания
Г) сложном строении живых организмов
1278. О единстве органического мира свидетельствует
А) круговорот веществ
Б) клеточное строение организмов
В) взаимосвязь организмов и среды
Г) приспособленность организмов к среде

1279. Клетку считают единицей роста и развития организмов, так как
А) она имеет сложное строение
Б) организм состоит из тканей
В) число клеток увеличивается в организме путем митоза
Г) в половом размножении участвуют гаметы
1586. Сходство строения и жизнедеятельности клеток организмов
разных царств живой природы свидетельствует о
А) единстве органического мира
Б) единстве живой и неживой природы
В) взаимосвязи организмов в природе
Г) взаимосвязи организмов и среды их обитания
1636. О единстве органического мира свидетельствует
А) наличие ядра в клетках живых организмов
Б) клеточное строение организмов всех царств
В) объединение организмов всех царств в систематические группы
Г) разнообразие организмов, населяющих Землю

1656. Согласно клеточной теории, клетки всех организмов
А) сходны по химическому составу
Б) одинаковы по выполняемым функциям
В) имеют ядро и ядрышко
Г) имеют одинаковые органоиды
1674. Немецкие ученые М. Шлейден и Т. Шванн, обобщив идеи разных
ученых, сформулировали
А) закон зародышевого сходства
Б) хромосомную теорию наследственности
В) клеточную теорию
Г) закон гомологических рядов
1702. В клетке происходит синтез и расщепление органических веществ,
поэтому ее называют единицей
А) строения
Б) жизнедеятельности
В) роста
Г) размножения

1843. Для выявления изменений, происходящих в живой клетке в
процессе митоза, используется метод
А) микроскопии
Б) пересадки генов
В) конструирования генов
Г) центрифугирования
1853. В световой микроскоп можно увидеть
А) деление клетки
Б) репликацию ДНК
В) транскрипцию
Г) фотолиз воды
1854. Укажите одно из положений клеточной теории
А) Половые клетки содержат всегда гаплоидный набор хромосом
Б) Каждая гамета содержит по одному гену из каждой аллели
В) Клетки всех организмов имеют диплоидный набор хромосом
Г) Наименьшей единицей строения, жизнедеятельности и
развития организмов является клетка

1903. В соответствии с какой теорией организмы разных царств имеют
сходный химический состав?
А) хромосомной
Б) эволюционной
В) онтогенеза
Г) клеточной
1922. Что свидетельствует о родстве организмов всех царств
А) наличие сходных тканей
Б) развитие от простого к сложному
В) клеточное строение
Г) функциональная роль в экосистемах
1943. Какая формулировка соответствует положению клеточной теории?
А) клетки всех тканей выполняют сходные функции
Б) в процессе мейоза образуются четыре гаметы с гаплоидным набором
хромосом
В) клетки животных не имеют клеточную стенку
Г) каждая клетка возникает в результате деления материнской клетки

2017. Одним из утверждений клеточной теории является следующее:
А) клетка – элементарная единица наследственности
Б) клетка – единица размножения и развития
В) все клетки различны по своему строению
Г) у всех клеток различный химический состав
2061. В разработку клеточной теории внесли вклад
А) А.И.Опарин
Б) В.И.Вернадский
В) Т.Шванн и М.Шлейден
Г) Г.Мендель
2071. В связи с тем, что в любой клетке происходит питание, дыхание,
образование продуктов жизнедеятельности, ее считают единицей
А) роста и развития
Б) функциональной
В) генетической
Г) строения организма

2086. Сходство обмена веществ в клетках организмов всех царств живой
природы – это одно из проявлений теории
А) хромосомной
Б) клеточной
В) эволюционной
Г) происхождения жизни
2117. В световой микроскоп можно увидеть
А) биосинтез белка
Б) молекулы АТФ
В) деление клетки
Г) рибосомы
2143. Почему структурной единицей живого считают клетку?
А) в ней происходит обмен веществ
Б) клетки способны к делению и росту
В) все клетки имеют сходный химический состав
Г) организмы всех царств живой природы состоят из клеток

2215. Вывод о родстве растений и животных можно сделать на
основании
А) хромосомной теории
Б) теории гена
В) закона сцепленного наследования
Г) клеточной теории
2283. Сходство строения и жизнедеятельности клеток всех организмов
свидетельствует о
А) родстве организмов
Б) развитии живой природы
В) приспособленности организмов
Г) многообразии живой природы
2284. В световой микроскоп можно увидеть
А) удвоение ДНК
Б) деление клетки
В) расщепление глюкозы
Г) биосинтез белка

2296. Клетка – единица роста и развития организма, так как
А) в ней имеется ядро
Б) в ней хранится наследственная информация
В) она способна к делению
Г) из клеток состоят ткани
2314. Почему клеточная теория стала одним из выдающихся обобщений
биологии?
А) вскрыла механизмы появления различного вида мутаций
Б) объяснила закономерности наследственности и изменчивости
В) установила взаимосвязь онтогенеза и филогенеза
Г) обосновала единство происхождения всего живого
2369. Элементарная биологическая система, способная к
самовоспроизведению и развитию, –
А) ядро
Б) орган
В) клетка
Г) ткань

2381. В соответствии с какой теорией организмы разных царств имеют
сходный химический состав?
А) хромосомной
Б) эволюционной
В) онтогенеза
Г) клеточной
2383. Единица роста организмов –
А) хромосома
Б) ткань
В) орган
Г) клетка
2409. Укажите одно из положений клеточной теории
А) Соматические клетки содержат диплоидный набор хромосом
Б) Гаметы состоят из одной клетки
В) Клетка прокариот содержит кольцевую хромосому
Г) Клетка – наименьшая единица строения и жизнедеятельности
организмов

2436. Среди указанных формулировок определите положение
клеточной теории
А) Аллельные гены в процессе мейоза оказываются в разных половых
клетках
Б) Клетки всех организмов сходны по химическому составу и строению
В) Оплодотворение представляет собой процесс соединения мужской и
женской клеток
Г) Онтогенез – это развитие организма с момента оплодотворения
яйцеклетки до смерти организма
2459. Клетка – составная часть тканей многоклеточных растений,
поэтому ее считают единицей
А) развития
Б) роста
В) жизнедеятельности
Г) строения
2676. Согласно клеточной теории клетка – это единица
А) роста и развития организмов
Б) изменчивости
В) наследственности
Г) эволюции органического мира

2702. Что служит доказательством единства происхождения
органического мира?
А) наличие органических и неорганических веществ
Б) существование одноклеточных организмов и неклеточных форм жизни
В) сходство в строении клеток организмов разных царств
Г) жизнь организмов в природных и искусственных сообществах
2731. Укажите одно из положений клеточной теории
А) Единицей строения, жизнедеятельности и развития организмов является
клетка
Б) Половая клетка содержит по одному аллелю каждого гена
В) Из зиготы формируется многоклеточный зародыш
Г) В ядрах эукариотических клеток гены расположены в хромосомах линейно
2789. Какая формулировка соответствует одному из положений
клеточной теории?
А) Новая клетка возникает в результате деления исходной клетки
Б) Клетки прокариот и эукариот сходны по строению
В) Клетки всех тканей живых организмов выполняют сходные функции
Г) В клетках бактерии ядерное вещество находится в цитоплазме

2973. Основу роста любого многоклеточного организма составляет
А) содержание в клетках витаминов
Б) взаимосвязь клеток
В) наличие в клетках ферментов
Г) деление клеток
Ответы на тесты можно посмотреть в разделе «ЕГЭ»

Доказательства эволюции органического мира

Доказательства эволюции органического мира дают достижения многих биологических наук: сравнительной анатомии и эмбриологии, палеонтологии, биогеографии, систематики и генетики.

Сравнительная анатомия изучает общность и различия в строении организмов. Одним из первых веских доказательств единства органического мира было открытие клеточного строения животных и растений и создание клеточной теории.

Доказательством единства происхождения всех позвоночных служит единый план их строения:

• двусторонняя симметрия;
• наличие вторичной полости тела;
• осевой скелет;
• головной и спинной мозг;
• наличие двух пар конечностей;
• наличие основных систем органов (кровеносной, дыхательной, пищеварительной, выделительной и др.).

Доказательствами единства происхождения и эволюции органического мира является наличие у живых организмов:

• гомологичных и аналогичных органов;
• рудиментов и атавизмов.

Органы, сходные по общему плану строения и происхождению, но выполняющие разные функции, называются гомологичными.

Гомологичными являются передние конечности крота и лягушки, крылья птиц, ласты тюленей, нога лошади и рука человека.

Органы, которые имеют разное строение и происхождение, но выполняют одинаковые функции, называются аналогичными. Так, крыло бабочки и крыло птицы выполняют одинаковые функции, но строение и происхождение их различно: крылья бабочки развились из кожного покрова второго и третьего сегментов груди, а крылья птицы являются видоизмененными передними конечностями.

Рудиментами называют органы, утратившие в процессе эволюции свое первоначальное значение и находящиеся в стадии обратного развития (исчезновения). Так, у человека насчитывается около 100 рудиментарных образований: третье веко, зубы мудрости, копчик, червеобразный отросток (аппендикс), мышцы, двигающие ушную раковину, и др.

Атавизмы – это появление у организмов признаков, свойственных их далеким предкам (например, появление у человека хвоста, дополнительных сосков, сплошного густого волосяного покрова и др.).

Сравнительно-анатомическое изучение организмов позволило установить переходные формы, которые соединяют в своем строении признаки организмов низших и высших систематических единиц. Например, у низших млекопитающих (ехидна, утконос) имеется клоака и они откладывают яйца подобно пресмыкающимся, но вскармливают детенышей молоком, как млекопитающие. Изучение переходных форм позволяет установить родство между представителями разных систематических групп.

Эмбриология – наука, изучающая зародышевое развитие организмов. Данные сравнительной эмбриологии указывают на сходство зародышевого развития всех позвоночных, которые в эмбриональном развитии последовательно проходят стадии оплодотворенного яйца, дробления, бластулы, гаструлы, трехслойного зародыша, закладки хорды, нервной трубки, пищеварительной трубки и т. д. Зародыши животных, относящихся к различным классам позвоночных, характеризуются похожими контурами тела, наличием хвоста, жаберных щелей, зачатков конечностей и т. п. Сходство особенно проявляется на ранних этапах эмбрионального развития. Позднее последовательно происходит проявление признаков, характерных для класса, отряда, рода и, наконец, вида, к которому принадлежит зародыш.

Основываясь на приведенных выше фактах, немецкие ученые Ф. Мюллер (1864) и Э. Геккель (1866) независимо друг от друга сформулировали биогенетический закон, согласно которому зародыш в процессе индивидуального развития (онтогенеза) кратко повторяет историю развития вида (филогенез).

Исследования А.О. Ковалевского (1840–1901), А.Н. Северцова (1866–1936) и И.И. Шмальгаузена (1884–1963) позволили сделать вывод, что в индивидуальном развитии повторяется строение не взрослых стадий предков, а эмбриональных.

Палеонтология изучает ископаемые остатки организмов и позволяет восстановить внешний облик вымерших животных, их строение, сходства и различия с современными. Палеонтологические находки четко свидетельствуют о том, что по мере перехода от более древних земных слоев к современным происходит постепенное повышение организации животных и растений, приближение их к современным.

Биогеография изучает закономерности распределения видов животных и растений по поверхности планеты, и их группировка по зонам отражает процесс исторического развития Земли и эволюции живого.