La monographie est consacrée à l'examen du problème le plus complexe en botanique de l'origine et de l'évolution des bryophytes - des plantes supérieures uniques à deux unités de la direction de développement gamétophytique. Le développement de ce problème repose sur une modélisation logique utilisant la méthode morphologique comparative comme outil principal de cognition. Basé sur l'analyse de matériaux concernant l'organisation des bryophytes du niveau moléculaire jusqu'au niveau organique, en tenant compte des idées existantes sur ce problème L'auteur a développé un modèle conceptuel holistique de l'origine et de l'évolution des bryophytes, en partant des ancêtres algues des archégonias. Attention particulière consacré aux Antho-cerotaceae et aux Takakiaceae en tant que plantes terrestres les plus anciennes, sorte de « fossile vivant » - taxons clés pour comprendre l'étape initiale de l'évolution des embryophytes.
Destiné à un large éventail de spécialistes dans le domaine de la botanique, de l'écologie, de la géographie, aux étudiants et enseignants des universités de biologie et à toute personne intéressée par l'évolution des plantes supérieures.
Les algues comme formes ancestrales d'archégones.
Etant donné que les bryophytes présentent beaucoup plus de similitudes avec les trachéophytes qu'avec les algues, possédant pratiquement toutes les caractéristiques principales des plantes supérieures, il convient tout d'abord d'aborder moyens possibles l'origine de ce dernier dans son ensemble comme nouveau niveau d'organisation dans le développement du monde végétal.
L'émergence de plantes supérieures (archégonias ou embryophytes) a marqué une étape importante dans le développement progressif et progressif des plantes, leur entrée dans une arène écologique fondamentalement nouvelle, le développement d'un système beaucoup plus complexe et complexe. environnement terrestre, manifestation vivante de la propagation de la matière vivante à travers la planète, du « partout » de la vie (selon l'expression juste de V.I. Vernadsky, 1960). Il s'ensuit clairement que l'évolution des organismes est essentiellement une adaptationgenèse.
Pour développer le problème de l'origine des plantes supérieures, diverses recherches sont importantes, telles que divers groupes les plantes supérieures et les algues, considérées comme les ancêtres des archegoniata.
À ce jour, des progrès significatifs ont été réalisés dans l’étude des algues, notamment de leurs formes modernes et fossiles. En particulier, les travaux de K. D. Stewart, K. R. Mattox (1975, 1977, 1978), K. J. Niklas (1976), L. E. Graham (1984, 1985), Yu. E. Petrova (1986) et d'autres attirent l'attention.
CONTENU
Préface
Méthodologie de recherche sur l’évolution
Théorie évolutionniste
État actuel doctrine évolutionniste
Idées sur les lois fondamentales de l'évolution
Origine des plantes supérieures
Les algues comme formes ancestrales d'archégones
Changement de phases nucléaires (cycle de développement des centrales supérieures)
L'apomixie et son rôle dans l'évolution des plantes supérieures. La notion de « génération » en relation avec les embryophytes
Certitude cytologique possible des formes ancestrales des plantes supérieures
Prédécesseurs des plantes supérieures et leur transformation en archégonias primaires
Situation écologique à l'atterrissage formes originales plantes supérieures
L'émergence de l'embryophytie
Transformation des chloroplastes lors de l'émergence des plantes supérieures
Les plantes terrestres les plus anciennes. Formes de transition entre les algues et les plantes supérieures. Rhiniophytes
Voies de transformation des premières plantes terrestres
Origine et évolution des principaux groupes de bryophytes
Antocérotophytes
Le caractère unique de l'organisation du groupe comme cause de l'incertitude sur sa position phylogénétique et connexions génétiques
Plantes fossiles présentant des similitudes avec les Anthocérotes et leur analyse comparative
Forme ancestrale des anthocérotes
Caractéristiques de l'analogie des Anthocérotes avec d'autres plantes supérieures et genèse adaptative de ce groupe de bryophytes
Hépatiques (Marchantiophyta)
Les formes fossiles les plus anciennes d'hépatiques
Les hépatiques comme organismes « les moins terrestres » parmi les bryophytes
Conditionnalité écologique initiale des hépatiques
Relations historiques entre les morphotypes feuille-tige et thalle du gamétophyte
Modifications de la structure du sporogon dans le Dévonien inférieur-moyen
Évolution du Dévonien supérieur et du Carbonifère inférieur du gamétophyte de l'hépatique
Protonema (semis), son importance dans le cycle de développement et la transformation
Transformation de la structure du sporogon au Dévonien supérieur
Evolution des hépatiques au Carbonifère
Morphotype initial du gamétophyte bryophyte
Symétrie dans la morphogenèse des hépatiques en lien avec leur mode de vie
Divergence de la division hépatique
Signes d'organisation des fougères comme moyen de comprendre les voies de développement des bryophytes
Caractéristiques de l'organisation de Jungermanniophytina
Organisation de Marchantiophytina en conséquence
leur écologie spécifique. Divergence de groupe
Corps huileux et leur dislocation dans les hépatiques
Taxons à caractères mixtes des deux principaux groupes d'hépatiques et modèles de l'origine de ces groupes
Époque d'apparition des familles modernes et genres d'hépatiques
Dernière classification des hépatiques
Mousses (Bryophyta)
Spécificités de l'organisation du groupe
Mousses fossiles anciennes
La nature de la relation entre les mousses et les hépatiques
Le plus haut degré de terrestreité des mousses parmi les bryophytes
Restauration du processus de formation du morphotype principal des mousses
Séries morphologiques comparées des sporogones comme modèle de leurs évolutions au cours de l'évolution des mousses
Takakiophytine
Mousses proprement dites (Bryophytina)
Sphaignes (Sphagnopsida)
Mousses d'Andrew (Andreaeopsida)
Mousses Lndreobryopsida (Andreaeobryopsida)
Mousses de Bry (Bryopsida)
Modifications du nombre de base de chromosomes chez les bryophytes au cours de leur évolution
Bryophytes au Paléocène et à l'Éocène
Impact du changement climatique sur les bryophytes à l'Oligocène et au Néogène
Bryophytes soumises à un stress anthropique sévère
Inversions écologiques des bryophytes
Prévision de l'évolution des bryophytes en lien avec les changements naturels et anthropiques de la biosphère
Relations phylogénétiques entre les plus grands taxons de bryophytes, ainsi qu'entre les bryophytes et d'autres plantes supérieures
Conclusion
Aperçu de l'évolution des bryophytes selon le modèle conceptuel proposé par nos soins (résumé)
Littérature.
sur le thème : « Biocénoses et écosystèmes »
PROPRIÉTÉS ET TYPES DE BIOCÉNOSES
Les biocénoses naturelles sont très complexes. Ils se caractérisent principalement par la diversité des espèces et la densité de la population.
Diversité des espèces - le nombre d'espèces d'organismes vivants qui constituent la biocénose et déterminent les différents niveaux nutritionnels de celle-ci. La taille des populations d'espèces est déterminée par le nombre d'individus d'une espèce donnée par unité de surface. Certaines espèces sont dominantes dans la communauté, dépassant en nombre d'autres. Si une communauté est dominée par quelques espèces et que la densité des autres est très faible, alors la diversité est faible. Si, avec la même composition spécifique, le nombre de chacune d'entre elles est plus ou moins égal, alors la diversité spécifique est élevée.
Outre la composition spécifique, la biocénose est caractérisée par la biomasse et la productivité biologique.
Biomasse- quantité totale la matière organique et l'énergie qu'elle contient de tous les individus d'une population donnée ou de l'ensemble de la biocénose par unité de surface. La biomasse est déterminée par la quantité de matière sèche pour 1 ha ou la quantité d'énergie (J) 1.
La quantité de biomasse dépend des caractéristiques de l'espèce et de sa biologie. Par exemple, les espèces qui meurent rapidement (micro-organismes) ont une faible biomasse par rapport aux organismes à longue durée de vie qui accumulent de grandes quantités de substances organiques dans leurs tissus (arbres, arbustes, grands animaux).
Productivité biologique- taux de formation de biomasse par unité de temps. C'est l'indicateur le plus important de l'activité vitale d'un organisme, d'une population et d'un écosystème dans son ensemble. Une distinction est faite entre la productivité primaire - la formation de matière organique par les autotrophes (plantes) lors de la photosynthèse et la productivité secondaire - le taux de formation de biomasse par les hétérotrophes (consommateurs et décomposeurs).
Le rapport entre productivité et biomasse varie selon les différents organismes. De plus, la productivité varie selon les écosystèmes. Cela dépend de la taille rayonnement solaire, sol, climat. Les déserts et la toundra ont la biomasse et la productivité les plus faibles, les forêts tropicales les plus élevées. forêts tropicales. Par rapport à la terre, la biomasse de l'océan mondial est nettement inférieure, bien qu'elle occupe 71 % de la surface de la planète, en raison de la faible teneur en nutriments. DANS zone côtière la biomasse augmente considérablement.
Dans les biocénoses, on distingue deux types de réseaux trophiques : les pâturages et les détritus. DANS type de pâturage Dans un réseau alimentaire, l’énergie circule des plantes vers les herbivores, puis vers les consommateurs d’ordre supérieur. Les herbivores, quels que soient leur taille et leur habitat (terrestre, aquatique, sol), broutent, mangent des plantes vertes et transfèrent de l'énergie aux niveaux suivants.
Si le flux d'énergie commence par les restes végétaux et animaux morts, les excréments et va vers les détritivores primaires - décomposeurs, se décomposant partiellement matière organique, alors un tel réseau trophique est appelé détritique, ou un réseau de décomposition. Les détritivores primaires comprennent les micro-organismes (bactéries, champignons) et les petits animaux (vers, larves d'insectes).
Dans les biogéocénoses terrestres, les deux types de réseaux trophiques sont présents. Dans les communautés aquatiques, la chaîne de pâturage prédomine. Dans les deux cas, l’énergie est entièrement utilisée.
Evolution des écosystèmes
SUCCESSION
Tous les écosystèmes évoluent avec le temps. Le changement successif des écosystèmes est appelé succession écologique. La succession se produit principalement sous l'influence de processus se produisant au sein de la communauté lors de l'interaction avec l'environnement.
La succession primaire commence par le développement d'un environnement qui n'était pas habité auparavant : détruit rocher, rocher, dune de sable, etc. Le rôle des premiers colons est ici grand : bactéries, cyanobactéries, lichens, algues. En libérant des déchets, ils modifient la roche mère, la détruisent et favorisent la formation des sols. En mourant, les organismes vivants primaires enrichissent la couche superficielle de substances organiques, ce qui permet à d'autres organismes de s'installer. Ils créent progressivement les conditions d’une diversité croissante d’organismes. La communauté végétale et animale se complexifie jusqu’à atteindre un certain équilibre avec l’environnement. Une telle communauté s'appelle ménopause. Il maintient sa stabilité jusqu'à ce que l'équilibre soit perturbé. La forêt est une biocénose stable - une communauté climacique.
La succession secondaire se développe sur le site d'une communauté précédemment formée, par exemple sur le site d'un incendie ou d'un champ abandonné. Des plantes qui aiment la lumière s'installent sur les cendres et des espèces tolérantes à l'ombre se développent sous leur canopée. L'apparition de la végétation améliore l'état du sol, sur lequel d'autres espèces commencent à pousser, déplaçant les premiers colons. La succession secondaire se produit au fil du temps et, selon le sol, peut être rapide ou lente, jusqu'à ce qu'une communauté climacique se forme finalement.
Un lac, si son équilibre écologique est perturbé, peut se transformer en prairie, puis en forêt, caractéristique d'une zone climatique donnée.
La succession entraîne une complication progressive de la communauté. Ses réseaux alimentaires se ramifient de plus en plus et les ressources environnementales sont de plus en plus utilisées. Une communauté mature est la plus adaptée aux conditions environnementales ; les populations d’espèces sont stables et se reproduisent bien.
ÉCOSYSTÈMES ARTIFICIELS. AGROCÉNOSE
Agrocénose- les écosystèmes créés artificiellement et entretenus par l'homme (champs, prairies de fauche, parcs, jardins, potagers, plantations forestières). Ils sont créés pour produire des produits agricoles. Les agrocénoses ont de mauvaises qualités dynamiques et une faible fiabilité écologique, mais se caractérisent par une productivité élevée. Occupant environ 10 % de la superficie des terres, les agrocénoses produisent chaque année 2,5 milliards de tonnes de produits agricoles.
En règle générale, une ou deux espèces végétales sont cultivées dans une agrocénose, de sorte que les interconnexions des organismes ne peuvent assurer la durabilité d'une telle communauté. Action sélection naturelle affaibli par l'homme. La sélection artificielle évolue vers la préservation des organismes avec une productivité maximale. Sauf énergie solaire dans l'agrocénose, il existe également une autre source - minérale et engrais organiques apportée par les humains. La majeure partie des nutriments est constamment retirée du cycle au fur et à mesure des cultures. Ainsi, le cycle des substances ne se produit pas.
Dans une agrocénose, comme dans une biocénose, des chaînes alimentaires se développent. Un maillon obligatoire de cette chaîne est une personne. De plus, il agit ici comme un consommateur de premier ordre, mais à ce stade la chaîne alimentaire est interrompue. Les agrocénoses sont très instables et existent sans intervention humaine de 1 an (céréales, légumes) à 20-25 ans (fruits et baies).
DÉVELOPPEMENT DE LA BIOLOGIE DANS LA PÉRIODE PRÉ-DARWIN
L'origine de la biologie en tant que science est associée aux activités du philosophe grec Aristote (IVe siècle avant JC). Il a tenté de construire une classification des organismes basée sur des études anatomiques et physiologiques. Il a réussi à décrire près de 500 espèces d'animaux, qu'il a classées par ordre de complexité. En étudiant le développement embryonnaire des animaux, Aristote a découvert une grande similitude dans les premiers stades de l'embryogenèse et a eu l'idée de la possibilité de l'unité de leur origine.
Dans la période du XVIe au XVIIIe siècle. Il y a un développement intensif de la botanique descriptive et de la zoologie. Les organismes découverts et décrits nécessitaient une systématisation et l'introduction d'une nomenclature unifiée. Ce mérite appartient à l'éminent scientifique Carl Linnaeus (1707-1778). Il fut le premier à attirer l’attention sur la réalité de l’espèce en tant qu’unité structurelle de la nature vivante. Il a introduit la nomenclature binaire des espèces, établi des hiérarchies d'unités systématiques (taxons), décrit et systématisé 10 000 espèces végétales et 6 000 espèces animales, ainsi que des minéraux. Dans sa vision du monde, C. Linnaeus était un créationniste. Il a rejeté l'idée d'évolution, estimant qu'il existe autant d'espèces que d'espèces. diverses formes a été créé par Dieu au commencement. A la fin de sa vie, K. Linnaeus était néanmoins d'accord avec l'existence d'une variabilité dans la nature, la croyance en l'immuabilité de l'espèce étant quelque peu ébranlée.
L'auteur de la première théorie évolutionniste était le biologiste français Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829). Lamarck a immortalisé son nom en introduisant le terme « biologie », créant un système du monde animal, où il a d'abord divisé les animaux en « vertébrés » et « invertébrés ». Lamarck fut le premier à créer un concept holistique du développement de la nature et à formuler trois lois de variabilité des organismes.
1. La loi de l'adaptation directe. Les changements adaptatifs chez les plantes et les animaux inférieurs se produisent sous l'influence directe environnement. Les adaptations surviennent en raison de l'irritabilité.
2. La loi de l'exercice et du non-exercice des organes. Sur les animaux du centre système nerveux l'environnement a un effet indirect. L'influence environnementale à long terme provoque chez les animaux des habitudes associées à une consommation fréquente d'organes. Le renforcement de son exercice conduit au développement progressif de cet organe et à la consolidation des changements.
3. La loi de « l'héritage des caractéristiques acquises », selon laquelle les changements utiles sont transmis et fixés chez la progéniture. Ce processus est progressif.
Autorité inégalée du 19ème siècle. dans le domaine de la paléontologie et de l'anatomie comparée se trouvait le zoologiste français Georges Cuvier (1769-1832). Il fut l'un des réformateurs de l'anatomie comparée et de la taxonomie des animaux et introduisit le concept de « type » en zoologie. Sur la base d’un riche matériel factuel, Cuvier a établi le « principe de corrélation des parties du corps », sur la base duquel il a reconstruit la structure de formes animales disparues. Selon lui, il était créationniste et défendait l'immuabilité des espèces et considérait la présence de traits adaptatifs chez les animaux comme une preuve de l'harmonie initialement établie dans la nature. J. Cuvier a vu les raisons de l'évolution des faunes fossiles dans les catastrophes survenues à la surface de la Terre. Selon sa théorie, après chaque catastrophe il y avait une recréation du monde organique.
DISPOSITIONS DE BASE DE LA THÉORIE DE CH. DARWIN
Honneur de la création théorie scientifique l'évolution appartient à Charles Darwin (1809-1882) - un naturaliste anglais. Le mérite historique de Darwin n’est pas l’établissement du fait même de l’évolution, mais la découverte de ses principales causes et forces motrices. Il a introduit le terme « sélection naturelle » et a prouvé que la base de la sélection naturelle et de l’évolution est la variabilité héréditaire des organismes. Le résultat de ses nombreuses années de travail fut le livre « L'origine des espèces au moyen de la sélection naturelle » (1859). En 1871, son autre grand ouvrage, « La descendance de l’homme et la sélection sexuelle », fut publié.
Les principaux moteurs de l’évolution Charles Darwin nommé variabilité héréditaire, lutte pour l'existence Et sélection naturelle. Le point de départ de l'enseignement de Darwin était sa déclaration sur la variabilité des organismes. Il a identifié une variabilité de groupe, ou spécifique, qui n'est pas héritée et dépend directement de facteurs environnementaux. Le deuxième type de variabilité est individuel, ou incertain, qui apparaît dans des organismes individuels à la suite d'influences environnementales incertaines sur chaque individu et est hérité. C'est cette variabilité qui sous-tend la diversité des individus.
En observant et en analysant l'une des principales propriétés de tous les êtres vivants - la capacité de se reproduire de manière illimitée, Darwin a conclu qu'il existait un facteur qui empêchait la surpopulation et limitait le nombre d'individus. Conclusion: intensité de reproduction, ainsi que limitée ressources naturelles et les moyens de subsistance mènent à la lutte pour l'existence.
La présence d'un spectre de variabilité dans les organismes, leur hétérogénéité et la lutte pour l'existence conduisent à la survie des individus les plus adaptés et à la destruction des individus les moins adaptés. Conclusion: Dans la nature, il y a une sélection naturelle, qui contribue à l'accumulation de traits utiles, à leur transmission et à leur consolidation dans la progéniture. L'idée de sélection naturelle est née des observations de Darwin sur la sélection artificielle et la sélection d'animaux. Selon Darwin, le résultat de la sélection naturelle dans la nature était :
1) l'émergence des appareils ;
2) variabilité, évolution des organismes ;
3) formation de nouvelles espèces. La spéciation se produit sur la base de la divergence des caractères.
Divergence- divergence des caractéristiques au sein d'une espèce qui se produit sous l'influence de la sélection naturelle. Les individus présentant des traits extrêmes ont les plus grands avantages en matière de survie, tandis que les individus présentant des traits moyens et similaires meurent dans la lutte pour l'existence. Les organismes aux traits évasifs peuvent devenir les fondateurs de nouvelles sous-espèces et espèces. La raison de la divergence des caractères est la présence d'une variabilité incertaine, d'une compétition intraspécifique et du caractère multidirectionnel de l'action de la sélection naturelle.
La théorie de Darwin sur la spéciation est appelée monophylétique – l'origine des espèces à partir d'un ancêtre commun, l'espèce originale. Charles Darwin a prouvé le développement historique de la nature vivante, expliqué les modes de spéciation, justifié la formation des adaptations et leur nature relative, déterminé les causes et forces motricesévolution.
PREUVE DE L'ÉVOLUTION
Évolution biologique- processus historique développement monde organique, qui s'accompagne de modifications des organismes, de l'extinction des uns et de l'apparition d'autres. Science moderne contient de nombreux faits indiquant des processus évolutifs.
Preuve Embryologique de l'évolution.
Dans la première moitié du XIXe siècle. La théorie de la « similarité germinale » est en cours d’élaboration. Le scientifique russe Karl Baer (1792-1876) a découvert qu’aux premiers stades du développement embryonnaire, il existe une grande similitude entre les différentes espèces d’un même phylum.
Les travaux de F. Müller et E. Haeckel leur ont permis de formuler loi biogénétique :"L'ontogenèse est une répétition courte et rapide de la phylogénie." Interprétation ultérieure loi biogénétique a été développé et clarifié par A. N. Severtsov : « dans l'ontogenèse, les étapes embryonnaires des ancêtres se répètent ». Les embryons aux premiers stades de développement sont très similaires. Les caractéristiques générales d'un type se forment au cours de l'embryogenèse plus tôt que les caractéristiques particulières. Ainsi, tous les embryons de vertébrés au stade I ont des fentes branchiales et un cœur à deux chambres. Aux stades intermédiaires, des caractéristiques caractéristiques de chaque classe apparaissent et ce n'est qu'à des stades ultérieurs que les caractéristiques de l'espèce se forment. Preuves anatomiques et morphologiques comparatives de l'évolution.
La preuve de l'unité d'origine est la structure cellulaire des organismes, régime unifié structure des organes et leurs changements évolutifs.
Organes homologues ont un plan structurel similaire et une origine commune, remplissent à la fois des fonctions identiques et différentes. Les organes homologues permettent de prouver la relation historique entre différentes espèces. La similitude morphologique primaire est remplacée, à des degrés divers, par des différences acquises lors de la divergence. Un exemple typique d’organes homologues sont les membres des vertébrés, qui ont un plan structurel commun quelles que soient les fonctions qu’ils remplissent.
Certains organes végétaux se développent morphologiquement à partir d’ébauches de feuilles et sont des feuilles modifiées (tencils, épines, étamines).
Corps similaires- similitude morphologique secondaire, non héritée d'ancêtres communs, entre organismes de différents groupes systématiques. Des organes similaires ont des fonctions similaires et se développent au cours du processus convergence. Ils indiquent des adaptations similaires qui se produisent au cours de l'évolution dans les mêmes conditions environnementales à la suite de la sélection naturelle. Par exemple, des organes animaux similaires sont les ailes d’un papillon et d’un oiseau. Cette adaptation au vol chez les papillons s'est développée à partir de la couverture chitineuse et chez les oiseaux - à partir du squelette interne des membres antérieurs et de la couverture plumeuse. Phylogénétiquement, ces organes ont été formés différemment, mais ils fonctionnent même fonction- servir au vol de l'animal. Parfois, des organes similaires acquièrent des similitudes frappantes, comme les yeux des céphalopodes et des vertébrés terrestres. Ils ont le même plan de structure générale, similaire éléments structurels, bien qu'ils se développent à partir de primordiums différents au cours de l'ontogenèse et ne soient en aucun cas liés les uns aux autres. La similitude s'explique uniquement par la nature physique de la lumière.
Un exemple d’organes similaires sont les épines des plantes, qui les protègent contre la consommation d’animaux. Les épines peuvent se développer à partir de feuilles (épine-vinette), de stipules (acacia blanc), de pousses (aubépine), d'écorce (mûre). Ils ne se ressemblent qu’en apparence et dans les fonctions qu’ils remplissent.
Organes vestigiaux- des structures relativement simplifiées ou sous-développées qui ont perdu leur vocation première. Ils sont pondus au cours du développement embryonnaire, mais ne se développent pas complètement. Parfois, les rudiments assument des fonctions différentes par rapport aux organes homologues d’autres organismes. Ainsi, l'appendice humain rudimentaire remplit la fonction de formation lymphatique, contrairement à l'organe homologue - le caecum des herbivores. Les rudiments de la ceinture pelvienne d'une baleine et des membres d'un python confirment le fait que les baleines sont issues de quadrupèdes terrestres et les pythons - d'ancêtres aux membres développés.
Atavisme - le phénomène de retour aux formes ancestrales observé chez les individus. Par exemple, coloration zébroïde des poulains, multi-milieu chez l'homme.
Preuve biogéographique de l'évolution.
L'étude de la flore et de la faune des différents continents permet de restituer progrès général processus évolutif et identifier plusieurs zones zoogéographiques avec des animaux terrestres similaires.
1. La région Holarctique, qui réunit les régions Paléarctique (Eurasie) et Néoarctique (Amérique du Nord). 2. Région néotropicale ( Amérique du Sud). 3. Région éthiopienne (Afrique). 4. Région indo-malaise (Indochine, Malaisie, Philippines). 5. Région australienne. Dans chacun de ces domaines, il existe une grande similitude entre le monde animal et le monde végétal. Une zone se distingue des autres par certains groupes endémiques.
Endémiques- les espèces, genres, familles de plantes ou d'animaux dont la répartition est limitée à une petite zone géographique, c'est-à-dire qu'il s'agit d'une flore ou d'une faune spécifique à une zone donnée. Le développement de l’endémicité est le plus souvent associé à l’isolement géographique. Par exemple, la première séparation de l'Australie d'avec continent du sud Le Gondwana (plus de 120 millions d'années) a conduit au développement indépendant d'un certain nombre d'animaux. Sans subir la pression des prédateurs, absents en Australie, des mammifères primitifs monotrèmes ont été préservés ici : l'ornithorynque et l'échidné ; marsupiaux : kangourou, koala.
La flore et la faune des régions paléarctique et néoarctique, au contraire, se ressemblent. Par exemple, les érables américains et européens, le frêne, le pin et l’épinette sont étroitement liés. Parmi les animaux, des mammifères comme l'orignal, la martre, le vison et l'ours polaire vivent en Amérique du Nord et en Eurasie. Le bison d'Amérique est étroitement apparenté au bison d'Europe. Une telle relation témoigne de l’unité à long terme des deux continents.
Preuve paléontologique de l'évolution.
La paléontologie étudie les organismes fossiles et nous permet d'établir le processus historique et les causes du changement dans le monde organique. Sur la base de découvertes paléontologiques, une histoire du développement du monde organique a été compilée.
Formes transitionnelles fossiles - formes d'organismes qui combinent les caractéristiques des groupes plus âgés et plus jeunes. Ils aident à restaurer la phylogénie groupes séparés. Représentants : Archéoptéryx - une forme de transition entre les reptiles et les oiseaux ; inostracevia - une forme de transition entre les reptiles et les mammifères ; Les psilophytes sont une forme de transition entre les algues et les plantes terrestres.
Série paléontologique sont composés de formes fossiles et reflètent le cours de la phylogénie (développement historique) de l’espèce. De telles rangées existent pour les chevaux, les éléphants et les rhinocéros. La première série paléontologique de chevaux a été compilée par V. O. Kovalevsky (1842-1883).
Reliques- les espèces de plantes ou d'animaux préservées d'anciens organismes disparus. Ils sont caractérisés par des signes de groupes éteints d'époques passées. L'étude des formes reliques permet de restituer l'apparence d'organismes disparus et de suggérer leurs conditions et modes de vie. Hatteria est un représentant des anciens reptiles primitifs. Ces reptiles vivaient au Jurassique et au Crétacé. Le cœlacanthe de poisson à nageoires lobes est connu depuis le Dévonien inférieur. Ces animaux ont donné naissance aux vertébrés terrestres. Les ginkgos sont la forme la plus primitive des gymnospermes. Les feuilles sont grandes, en forme d'éventail, les plantes sont caduques.
La comparaison des formes modernes primitives et progressives permet de restituer certains traits des ancêtres supposés de la forme progressive et d'analyser le déroulement du processus évolutif.
Résumé sur le thème : « Biocénoses et écosystèmes » PROPRIÉTÉS ET TYPES DE BIOCENOSE Les biocénoses naturelles sont très complexes. Ils se caractérisent principalement par la diversité des espèces et la densité de la population.Pour étayer la théorie de l’évolution, Charles Darwin a largement utilisé de nombreuses preuves issues des domaines de la paléontologie, de la biogéographie et de la morphologie. Par la suite, des faits ont été obtenus qui ont recréé l'histoire du développement du monde organique et ont servi de nouvelle preuve de l'unité de l'origine des organismes vivants et de la variabilité des espèces dans la nature.
Découvertes paléontologiques - peut-être la preuve la plus convaincante du processus évolutif. Il s'agit notamment des fossiles, des empreintes, des restes fossiles, des formes fossiles de transition, des séries phylogénétiques, des séquences de formes fossiles. Examinons de plus près certains d'entre eux.
1. Formes transitionnelles fossiles- des formes d'organismes qui combinent les caractéristiques des groupes plus âgés et plus jeunes.
Parmi les plantes, les plantes sont particulièrement intéressantes psilophytes. Elles sont issues d'algues, ont été les premières plantes à faire la transition vers la terre et ont donné naissance à des plantes à spores et à graines plus élevées. Fougères à graines - une forme de transition entre les fougères et les gymnospermes, et les cycas - entre les gymnospermes et les angiospermes.
Parmi les vertébrés fossiles, on peut distinguer des formes transitionnelles entre toutes les classes de ce sous-type. Par exemple, le groupe le plus âgé poisson à nageoires lobes a donné naissance aux premiers amphibiens - stégocéphale (Fig. 3.15, 3.16). Cela a été possible grâce à la structure caractéristique du squelette des nageoires appariées des poissons à nageoires lobées, qui présentaient les conditions anatomiques nécessaires à leur transformation en membres à cinq doigts des amphibiens primaires. On connaît des formes qui forment la transition entre les reptiles et les mammifères. Ceux-ci incluent lézards bêtes (maladie étrangère) (Fig. 3.17). Et le lien entre les reptiles et les oiseaux était par oiseau (Archéoptéryx) (Fig. 3.18).
La présence de formes transitionnelles prouve l'existence de liens phylogénétiques entre les organismes modernes et disparus et aide à construire système naturel et l'arbre généalogique de la flore et de la faune.
2. Série paléontologique- série de formes fossiles liées les unes aux autres dans le processus d'évolution et reflétant le cours de la phylogenèse (du grec. phylon- clan, tribu, genèse- origine). L’évolution du cheval est un exemple classique de l’utilisation de séries fossiles pour élucider l’histoire d’un groupe particulier d’animaux. Le scientifique russe V.O. Kovalevsky (1842-1883) a montré l'évolution progressive du cheval, établissant que les formes fossiles successives devenaient de plus en plus similaires aux formes modernes (Fig. 3.20).
Les animaux modernes à un doigt descendent de petits ancêtres à cinq doigts qui vivaient dans les forêts il y a 60 à 70 millions d'années. Le changement climatique a entraîné une augmentation de la superficie des steppes et la propagation des chevaux dans celles-ci. Les déplacements sur de longues distances à la recherche de nourriture et de protection contre les prédateurs ont contribué à la transformation des membres. Dans le même temps, la taille du corps et des mâchoires augmente, la structure des dents devient plus complexe, etc.
A ce jour, un nombre suffisant de séries paléontologiques sont connues (trompes, carnivores, cétacés, rhinocéros, certains groupes d'invertébrés), qui prouvent l'existence d'un processus évolutif et la possibilité de l'origine d'une espèce à partir d'une autre.
Preuve morphologique sont basés sur le principe : la profonde similitude interne des organismes peut montrer la relation entre les formes comparées, par conséquent, plus la similitude est grande, plus leur relation est étroite.
1. Homologie des organes. Les organes qui ont une structure similaire et une origine commune sont appelés homologue. Ils occupent la même position dans le corps de l’animal, se développent à partir de rudiments similaires et ont le même plan structurel. Exemple typique homologie - membres des vertébrés terrestres (Fig. 3.21). Ainsi, le squelette de leurs membres antérieurs libres comporte nécessairement un humérus, un avant-bras, constitué du radius et du cubitus, et une main (poignet, métacarpe et phalanges des doigts). Le même schéma d'homologie est observé lors de la comparaison du squelette des membres postérieurs. Chez le cheval, les os d'ardoise sont homologues aux os métacarpiens du deuxième et du quatrième doigt d'autres ongulés. Il est évident que chez le cheval moderne ces orteils ont disparu au cours du processus d’évolution.
Il a été prouvé que les glandes venimeuses des serpents sont un homologue des glandes salivaires d'autres animaux, que la piqûre d'une abeille est un homologue de l'ovipositeur et que la trompe suceuse des papillons est un homologue de la paire de mâchoires inférieures d'autres animaux. insectes.
Les plantes possèdent également des organes homologues. Par exemple, les vrilles de pois, les épines de cactus et d’épine-vinette sont des feuilles modifiées.
L'établissement de l'homologie des organes permet de connaître le degré de relation entre les organismes.
2. Analogie.Corps similaires - ce sont des organes qui présentent une similitude externe et remplissent les mêmes fonctions, mais ont des origines différentes. Ces organes n'indiquent qu'une direction similaire d'adaptation des organismes, déterminée dans
le processus d’évolution par l’action de la sélection naturelle. Les branchies externes des têtards, les branchies des poissons, des annélides polychètes et les larves d'insectes aquatiques (comme les libellules) sont similaires. Les défenses de morse (crocs modifiés) et les défenses d'éléphant (incisives envahies) sont des organes analogues typiques, car leurs fonctions sont similaires. Chez les plantes, les épines de l'épine-vinette (feuilles modifiées), les épines de l'acacia blanc (stipules modifiées) et les cynorhodons (qui se développent à partir des cellules de l'écorce) sont similaires.
Rudiments.Rudimentaire (de lat. rudimentaire- rudiment, base primaire) sont des organes qui se forment au cours du développement embryonnaire, mais cessent ensuite de se développer et restent sous forme adulte dans un état sous-développé.
Autrement dit, les rudiments sont des organes qui ont perdu leurs fonctions. Les rudiments constituent la preuve la plus précieuse du développement historique du monde organique et de l’origine commune des formes vivantes. Par exemple, les fourmiliers ont des dents rudimentaires, les humains ont des muscles des oreilles, des muscles de la peau, la troisième paupière et les serpents ont des membres (Fig. 3.22). Atavismes. (de lat. L'apparition dans des organismes individuels de tout type de caractéristiques qui existaient chez des ancêtres lointains, mais qui ont été perdues au cours de l'évolution, est appelée atavisme atavus- ancêtre). Chez l'homme, les atavismes sont la queue,
naissance des cheveux sur toute la surface du corps, multi-mamelon (Fig. 3.23). Parmi des milliers de chevaux à un doigt, il existe des spécimens dotés de membres à trois doigts. Les atavismes n'ont aucune fonction importante pour l'espèce, mais montrent la relation historique entre les formes apparentées éteintes et actuellement existantes. Preuve Embryologique
stva.
Dans la première moitié du XIXe siècle. L'embryologiste russe K.M. Baer (1792-1876) a formulé la loi de similarité germinale : plus les premiers stades du développement individuel sont étudiés, plus on trouve de similitudes entre les différents organismes. Par exemple, aux premiers stades de développement, les embryons de vertébrés ne diffèrent pas les uns des autres. Ce n'est qu'aux stades intermédiaires que les caractéristiques caractéristiques des poissons et des amphibiens apparaissent, et aux stades ultérieurs apparaissent les caractéristiques du développement des reptiles, des oiseaux et des mammifères (Fig. 3.24). Ce modèle de développement des embryons indique la relation et la séquence de divergences dans l'évolution de ces groupes d'animaux. créée dans la seconde moitié du XIXe siècle. Scientifiques allemands E. Haeckel (1834-1919) et F. Müller (1821-1897). Selon cette loi, chaque individu dans son développement individuel (ontogenèse) répète l'histoire du développement de son espèce, ou l'ontogenèse est courte
et répétition rapide de la phylogénie. Par exemple, chez tous les vertébrés, une notocorde se forme au cours de l’ontogenèse, caractéristique de leurs lointains ancêtres. Les têtards des amphibiens sans queue développent une queue, qui est une répétition des caractéristiques de leurs ancêtres à queue.
Par la suite, des modifications et des ajouts ont été apportés à la loi biogénétique. Le scientifique russe A.N. Severtsov (1866-1936).
Il est clair que dans une période de temps aussi courte que le développement individuel, toutes les étapes de l'évolution ne peuvent pas se répéter. Par conséquent, la répétition des étapes du développement historique d'une espèce dans le développement embryonnaire se produit sous une forme comprimée, avec la perte de nombreuses étapes. Dans le même temps, les embryons d'organismes d'une espèce ne ressemblent pas aux formes adultes d'une autre espèce, mais à leurs embryons. Ainsi, les fentes branchiales d’un embryon humain d’un mois sont similaires à celles d’un embryon de poisson, mais pas chez un poisson adulte. Cela signifie qu'au cours de l'ontogenèse, les mammifères passent par des étapes similaires aux embryons de poisson, et non aux poissons adultes.
Il convient de noter que Charles Darwin a attiré l'attention sur le phénomène de répétition dans l'ontogenèse des caractéristiques structurelles des formes ancestrales.
Toutes les informations ci-dessus sont d’une grande importance pour prouver l’évolution et pour élucider les relations entre les organismes.
Preuve biogéographique. Biogéographie est la science des modèles d’établissement moderne des animaux et des plantes sur Terre.
Vous savez déjà grâce au cours de géographie physique que les zones géographiques modernes se sont formées au cours du développement historique de la Terre, sous l'action de facteurs climatiques et géologiques. Vous savez également que des zones naturelles similaires se révèlent souvent habitées par des organismes différents, et que différentes zones sont similaires. Les explications de ces faits ne peuvent être trouvées que du point de vue de l’évolution. Par exemple, l'originalité de la flore et de la faune de l'Australie s'explique par son isolement dans un passé lointain, et donc le développement du monde animal et végétal s'est produit indépendamment des autres continents. Par conséquent, la biogéographie apporte de nombreuses preuves de l’évolution du monde organique.
Actuellement, les méthodes de biochimie et de biologie moléculaire, de génétique et d’immunologie sont largement utilisées pour prouver les processus évolutifs.
Ainsi, en étudiant la composition et la séquence des nucléotides dans les acides nucléiques et les acides aminés dans les protéines de différents groupes d'organismes et en détectant les similitudes, on peut juger de leur relation.
La biochimie dispose de méthodes de recherche qui peuvent être utilisées pour déterminer la « parenté sanguine » des organismes. Lors de la comparaison des protéines sanguines, la capacité des organismes à produire des anticorps en réponse à l'introduction de protéines étrangères dans le sang est prise en compte. Ces anticorps peuvent être isolés du sérum sanguin et déterminés à quelle dilution ce sérum réagira avec le sérum de l'organisme de comparaison. Cette analyse a montré que les plus proches parents de l'homme sont les grands singes et que les plus éloignés d'entre eux sont les lémuriens.
L'évolution du monde organique sur Terre est confirmée par de nombreux faits issus de tous les domaines de la biologie : paléontologie (séries phylogénétiques, formes transitionnelles), morphologie (homologie, analogie, rudiments, atavismes), embryologie (loi de similarité embryonnaire, loi biogénétique), biogéographie, etc.
Formes transitionnelles (intermédiaires)- des organismes qui combinent dans leur structure les caractéristiques de deux grands groupes systématiques.
Les formes transitionnelles se caractérisent par la présence de traits plus anciens et primitifs (au sens de primaires) que les formes ultérieures, mais, en même temps, par la présence de traits plus progressifs (au sens de postérieurs) que leurs ancêtres. En règle générale, le terme « formes de transition » est utilisé en relation avec les formes fossiles, même si les espèces intermédiaires ne doivent pas nécessairement mourir.
Les formes transitionnelles sont utilisées comme l'une des preuves de l'existence évolution biologique.
Histoire du concept
En 1859, lorsque fut publié l’ouvrage de Charles Darwin « L’origine des espèces », le nombre de restes fossiles était extrêmement faible et les formes transitionnelles n’étaient pas connues de la science. Darwin a décrit l'absence formes intermédiaires« comme l’objection la plus évidente et la plus grave qui puisse être opposée à la théorie », mais cela s’explique par l’extrême incomplétude des archives géologiques. Il a noté quantité limitée collections disponibles à l'époque, décrivait en même temps les informations disponibles sur les spécimens fossiles disponibles du point de vue de l'évolution et de l'action de la sélection naturelle. Seulement deux ans plus tard, en 1961. L'archéoptéryx a été trouvé, qui représentait la forme de transition classique entre les reptiles et les oiseaux. Ses découvertes sont devenues non seulement une confirmation de la théorie de Darwin, mais aussi un fait marquant confirmant la réalité de l'existence de l'évolution biologique. Depuis lors, un grand nombre de formes fossiles ont été découvertes, montrant que toutes les classes d'animaux vertébrés sont liées les unes aux autres, la plupart par des formes transitionnelles.
Avec l’augmentation des connaissances sur la diversité taxonomique des plantes vasculaires au début du XXe siècle, des recherches ont commencé à rechercher leur éventuel ancêtre. En 1917, Robert Kidston et William Henry Land découvrent les restes d'une plante très primitive près du village. Rhynie en Ecosse. Cette plante a été nommée Rhynie. Il combine les caractéristiques des algues vertes et des plantes vasculaires.
Interprétation du concept
Les formes transitionnelles entre deux groupes d’organismes ne sont pas nécessairement descendantes d’un groupe et ancêtre de l’autre. À partir des fossiles, il est généralement impossible de déterminer avec précision si un certain organisme est l'ancêtre d'un autre. De plus, la probabilité de trouver un ancêtre direct dans les archives fossiles une certaine forme extrêmement petit. Beaucoup plus probable découvrez des parents relativement proches de cet ancêtre qui lui ressemblent par leur structure. Par conséquent, toute forme transitionnelle est automatiquement interprétée comme une branche secondaire de l’évolution, et non comme une « section du tronc phylogénétique ».
Formes transitionnelles et taxonomie
La taxonomie évolutionniste est restée la forme dominante de taxonomie tout au long du XXe siècle. L'identification des taxons repose sur divers signes, à la suite de quoi les taxons sont représentés comme des branches d'un arbre évolutif ramifié. Les formes de transition sont considérées comme « tombant » entre différents groupes en termes d'anatomie, elles sont un mélange de caractéristiques du clade interne et externe qui s'est récemment divisé.
Avec le développement de la cladistique dans les années 1990. Les relations sont généralement représentées sous la forme d'un cladogramme, illustrant la ramification dichotomique des lignes évolutives. Par conséquent, en cladistique, les formes transitionnelles sont considérées comme des branches antérieures de l'arbre, où toutes les caractéristiques caractéristiques des premières ne se sont pas encore développées. descendants connus sur ce fil. Ces premiers représentants du groupe sont généralement appelés le taxon principal. Taxons basaux) ou taxon frère Taxons sœurs), selon que l'organisme fossile appartient ou non à un clade donné.
Problèmes d’identification et d’interprétation
Le manque de formes de transition entre de nombreux groupes d'organismes fait l'objet de critiques de la part des créationnistes. Cependant, toutes les formes transitionnelles n’existent pas sous forme de fossiles en raison du caractère fondamentalement incomplet des archives fossiles. L'incomplétude est causée par les particularités du processus de fossilisation, c'est-à-dire la transition vers un état pétrifié. Pour qu’un fossile se forme, l’organisme décédé doit être enfoui sous une large couche de sédiments. En raison du taux de sédimentation très lent sur terre, les espèces terrestres se fossilisent rarement et persistent. De plus, il est rarement possible d'identifier les espèces qui vivent dans les profondeurs de l'océan grâce à de rares cas de vastes zones de fonds remontant à la surface. Ainsi, les fossiles les plus connus (et, par conséquent, les formes de transition) sont soit des espèces qui vivent dans les eaux peu profondes, les mers et les rivières, soit des espèces terrestres qui mènent un mode de vie semi-aquatique ou vivent près du littoral. Aux problèmes mentionnés ci-dessus, il faut ajouter le nombre extrêmement réduit (à l’échelle planétaire) de paléontologues qui effectuent des fouilles.
En règle générale, les formes transitionnelles ne survivent pas grandes surfaces et n'existent pas depuis longtemps, sinon ils persisteraient. Ce fait réduit également la probabilité de fossilisation et de découverte ultérieure de formes transitionnelles.
La probabilité de détecter des formes intermédiaires est donc extrêmement faible.
Exemples parmi les animaux
Les Ichthyostegas sont considérés comme les plus anciens représentants des amphibiens. Ils sont considérés comme un lien de transition entre les poissons à nageoires lobes et les amphibiens. Malgré le fait qu'Ichthyostega avait une terminaison à cinq doigts, adaptée à la vie terrestre, ils passèrent une partie importante de leur vie comme des poissons, possédaient une nageoire caudale, ligne latérale et quelques autres signes de poisson.
Les batrachosaures, qui existaient aux périodes Carbonifère et Permienne, sont considérés comme une forme de transition entre les amphibiens et les reptiles. Les batrachosaures, bien qu'ils aient passé leur vie adulte sur terre (comme les reptiles), étaient étroitement associés aux plans d'eau et conservaient un certain nombre de caractéristiques inhérentes aux amphibiens, notamment la ponte et le développement des larves dans l'eau, la présence de branchies, etc.
Un grand nombre de reptiles ont été découverts qui ont développé la capacité de voler, certains d'entre eux avaient des plumes, ils sont donc considérés comme des formes de transition entre les reptiles et les oiseaux. Le plus célèbre est l’Archéoptéryx. C'était à peu près la taille d'un corbeau moderne. La forme du corps, la structure des membres et la présence d'un plumage similaire à celui des oiseaux modernes peuvent avoir volé. Les reptiles avaient en commun la structure particulière du bassin et des côtes, la présence d'un bec avec des dents coniques, trois doigts libres sur les ailes, des vertèbres fléchies, une longue queue avec 20 à 21 vertèbres, des os qui ne pouvaient pas être pneumatisés et un sternum sans quille. D'autres formes de transition bien connues entre les reptiles et les oiseaux sont Protoavis et Confuciusornis.
Un grand nombre de formes fossiles de reptiles ressemblant à des animaux (synapsides, thérapsides, pélycosaures, divers dinosaures, etc.) trouvées dans de nombreuses régions globe, existait au Jurassique et Périodes du Crétacé, combinant les caractéristiques des reptiles et des mammifères, révèlent les directions possibles et les méthodes de formation de divers groupes de tétrapodes, en particulier les mammifères. Par exemple, un reptile ressemblant à un animal du groupe des thérapeutes - Lycenops (Lycénops) sur le développement osseux cavité buccale, la différenciation des dents en canines, incisives, incisives et un certain nombre d'autres signes de structure corporelle ressemblent à des mammifères prédateurs, bien que selon d'autres caractéristiques et mode de vie, il s'agissait de vrais reptiles.
L'une des formes conservées sous forme fossile est l'ambulocetus Ambulocetus natans(« baleine qui marche ») est une forme de transition entre les mammifères terrestres et les cétacés, qui sont des formes aquatiques. Extérieurement, l'animal ressemblait à un croisement entre un crocodile et un dauphin. La peau doit être partiellement réduite en poils. L'animal avait des pattes palmées ; la queue et les membres sont adaptés comme organes auxiliaires de mouvement dans l'eau.
Exemples parmi les plantes
Les premières plantes terrestres de la classe des rhyniopsides, les familles des rhiniums et des psilophytes, vivant au Silurien - Dévonien, combinaient les caractéristiques des algues vertes et des formes primitives de plantes supérieures. Leur corps était sans feuilles, un organe axial cylindrique - le corps dans la partie supérieure était ramifié de manière dichotomique aux sommets avec des sporanges. La fonction de nutrition minérale des rhiniopsides était assurée par les rhizoïdes.
Les formes fossiles de fougères à graines qui ont prospéré à la fin du Dévonien combinent les caractéristiques des fougères et des gymnospermes. Ils formaient non seulement des spores (comme les fougères), mais aussi des graines (comme les graines de plantes). La structure du tissu conducteur de leurs tiges ressemble au bois des gymnospermes (cycas).
Un autre précurseur de plante à graines a été identifié dans des gisements du Dévonien moyen. Runkaria (Runcaria heinzelinii) existait il y a environ 20 millions d'années. C'était une petite plante avec symétrie radiale; avait un sporange entouré d'un tégument et d'un plus. Runkaria démontre le chemin de l'évolution des plantes, de la spore à la graine.
Formes transitionnelles dans l'évolution humaine
De nos jours, un grand nombre de restes fossiles ont été découverts qui révèlent chemin évolutif homo sapiens de ses ancêtres anthropoïdes. Les formes qui, dans une plus ou moins grande mesure, peuvent être classées comme transitionnelles comprennent : Sahelanthropus, Ardipithecus, Australopithecus (africains, Afar et autres), Homo habilis, Homo working, Homo erectus, Homo precursor, Heidelberg man et Cro-Magnons.
Parmi les formes évoquées, l’australopithèque mérite une attention particulière. D'un point de vue évolutif, l'Australopithecus afarensis se situe entre les humains bipèdes modernes et leurs anciens ancêtres à quatre pattes. Un grand nombre de squelettes de cet Australopithèque reflètent clairement la bipédie, à tel point que certains chercheurs pensent que cette propriété est apparue bien avant l'apparition de l'Australopithecus afarensis. Parmi caractéristiques communes En termes d'anatomie, son bassin ressemble beaucoup plus à ces os chez l'homme que chez le singe. Les bords de l'ilium sont plus courts et plus larges, le sacrum est large et situé directement derrière l'articulation de la hanche. Il existe des preuves évidentes de l'existence de sites d'attache pour les muscles extenseurs du genou, qui assurent la position verticale de cet organisme. Bien que le bassin de l'australopithèque ne ressemble pas exactement à celui d'un humain (notablement plus large, avec le bord des os iliaques orienté vers l'extérieur), ces caractéristiques indiquent une restructuration fondamentale associée à la marche sur deux jambes. Le fémur forme un angle vers le genou. Cette fonctionnalité permet de placer la jambe plus près de ligne médiane corps et témoigne clairement de la nature habituelle du mouvement sur deux jambes. De nos jours, les homo sapiens, les orangs-outans et les koats présentent les mêmes caractéristiques. Les pattes des australopithèques avaient pouces, ce qui rend presque impossible la saisie des branches d'arbres avec le pied. En plus des caractéristiques de locomotion, les australopithèques étaient également significativement plus gros cerveau que les chimpanzés modernes et les dents étaient nettement plus similaires homme moderne qu'aux singes.
Série phylogénétique
Les séries phylogénétiques sont des séries de formes fossiles interconnectées au cours du processus d'évolution et reflétant les changements progressifs dans leur développement historique.
Ils ont été étudiés par le scientifique russe A. Kovalevsky et l'anglais J. Simpson. Ils ont montré que les ongulés modernes à un seul doigt descendent d’anciens petits omnivores. L'analyse des chevaux fossiles a permis d'établir le processus progressif d'évolution au sein de ce groupe d'animaux, en particulier comment, en changeant au fil du temps, les formes fossiles sont devenues de plus en plus similaires aux chevaux modernes. En comparant l'Eohypus de l'Éocène avec le cheval moderne, il est difficile de prouver leur relation phylogénétique. Cependant, la présence d'un certain nombre de formes transitionnelles qui se sont successivement remplacées sur de vastes zones d'Eurasie et Amérique du Nord, a permis de restaurer la série phylogénétique des chevaux et d'établir le sens de leurs changements évolutifs. Il se compose d'une série formulaires suivants(sous forme simplifiée) : Phénacodus — Éohippe — Miohippus — Parahippe — Pliohippus — Équus.
Gilgendorf (1866) a décrit la série paléontologique gastéropodes provenant de sédiments du Miocène accumulés sur deux millions d'années dans les sédiments lacustres du bassin de Steinheim (Wurtemberg, Allemagne). 29 formes différentes appartenant à la série planorbis ont été découvertes en couches successives (Planorbis). Les mollusques anciens avaient une coquille en forme de spirale, et les plus récents avaient une coquille en forme de turbospirale. La rangée avait deux branches. On pense que le changement de forme de la tortue a été causé par la hausse des températures et l'augmentation de la teneur en carbonate de calcium résultant des sources volcaniques chaudes.
Ainsi, les séries phylogénétiques représentent une séquence historique de formes transitionnelles.
Actuellement, des séries phylogénétiques sont connues pour les ammonites (Waagen, 1869), gastéropodes du genre Viviparidae (Vivipare)(Neymayrom, 1875), rhinocéros, éléphants, chameaux, artiodactyles et autres animaux.
a) Dans les couches les plus anciennes, seuls des invertébrés ont été trouvés.
b) Plus la couche est jeune, plus les restes sont proches des espèces modernes.
c) Grâce aux découvertes paléontologiques, il a été possible d'établir des séries phylogénétiques et des formes transitionnelles.
2. Formes transitionnelles fossiles– des formes d’organismes qui combinent les caractéristiques de formes plus anciennes et plus jeunes.
a) Des reptiles à dents d'animaux ont été découverts dans la Dvina du Nord (genre Inostrantseviya). Ils ressemblaient aux mammifères dans la structure des organes suivants : crâne ; colonne vertébrale; membres situés non pas sur les côtés du corps, comme chez les reptiles, mais sous le corps, comme chez les mammifères ; dents différenciées en canines, incisives et molaires.
b) Archéoptéryx- une forme de transition entre oiseaux et reptiles, découverte dans les couches du Jurassique (il y a 150 millions d'années).
· Signes des oiseaux : membres postérieurs avec tarse, ailes et plumes, ressemblance extérieure.
· Signes des reptiles : longue queue constituée de vertèbres ; côtes abdominales; présence de dents; griffes sur le membre antérieur.
· Il a mal volé pour les raisons suivantes : le sternum était sans quille, c'est-à-dire les muscles pectoraux étaient faibles ; la colonne vertébrale et les côtes n'étaient pas soutenues de manière rigide, comme chez les oiseaux.
V) Psilophytes– une forme transitionnelle entre les algues et les plantes terrestres.
· Dérivé d'algues vertes.
· Les plantes vasculaires sporulées supérieures - mousses, prêles et fougères - sont issues des psilophytes.
· Apparu au Silurien et répandu au Dévonien.
· Différences avec les algues et les spores supérieures : psilophytes – plantes herbacées et ligneuses poussant le long des rives des mers ; avait une tige ramifiée avec des écailles ; la peau avait des stomates ; la tige souterraine ressemblait à des rhizomes avec des rhizoïdes ; la tige était différenciée en tissus conducteurs, tégumentaires et mécaniques.
3. Série phylogénétique– séries de certaines formes qui se sont successivement remplacées au cours de l'évolution (phylogénie).
a) V.O. Kovalevsky a restauré l'évolution du cheval en construisant sa série phylogénétique.
· Eohippus, qui vivait au Paléogène, avait la taille d'un renard, avait un membre antérieur à quatre doigts et un membre postérieur à trois doigts. Les dents étaient tuberculées (signe d'omnivorie).
· Au Néogène, le climat devient plus aride, la végétation change, Eohippus évolue sous plusieurs formes : Eohippus, Merigippus, Hipparion, cheval moderne.
· Les signes de l'éohippus ont changé : les jambes se sont allongées ; la griffe s'est transformée en sabot ; la surface d'appui a été réduite, donc le nombre de doigts a été réduit à un ; une course rapide a conduit à un renforcement de la colonne vertébrale; le passage au fourrage grossier a conduit à la formation de dents repliées.
2. Morphologique comparé - étudie la forme et la structure des organes individuels et leurs changements évolutifs. Les systèmes organiques des organismes modernes forment une série de changements séquentiels. Par exemple, dans les organismes modernes, il est possible de retracer le devenir de chaque os du cerveau et du crâne viscéral. Les preuves biochimiques comparatives sont proches des preuves morphologiques comparatives. Par exemple, dans les organismes modernes, on peut observer des changements dans la structure de l'hémoglobine. Cependant, ces séries présentent également des lacunes, car toutes les formes transitionnelles n'ont pas survécu jusqu'à nos jours.
1. Structure cellulaire les organismes ont montré l'unité d'origine du monde organique.
a) Les organismes de différents règnes sont constitués de cellules.
b) Toutes les cellules ont un plan structurel similaire.
2. Plan général structures vertébrées.
a) Symétrie bilatérale.
b) Cavités corporelles similaires.
c) La présence d'une colonne vertébrale et d'un crâne.
d) Système nerveux similaire.
d) deux paires de membres.
3. Homologie– similitude des organes dans leur structure et leur origine, quelle que soit leur fonction.
a) Le squelette des membres est homologue différentes classes vertébrés.
b) Les vrilles des pois, les épines des cactus et les aiguilles de l'épine-vinette sont homologues des feuilles.
c) Les rhizomes, tubercules et bulbes sont homologues à la tige (ce sont des pousses souterraines).
4. Analogie– similarité des organes fonctionnant fonctions homogènes, mais n'ayant pas une structure et une origine similaires.
a) L'analogie ne joue aucun rôle dans l'établissement de relations entre espèces.
b) Exemples :
Les ailes d'un papillon sont semblables aux ailes d'un oiseau et batte;
branchies d'écrevisses et de poissons;
· épines de cactus (feuilles), d'aubépine (pousses), de roses et de framboisiers (excroissances cutanées).
5. Rudiments- des organes qui, au cours du processus d'évolution, ont perdu leur signification originelle pour la préservation de l'espèce et sont en voie d'extinction.
a) Exemples :
· le lézard fusiforme apode a une ceinture scapulaire rudimentaire de membres, les cétacés ont une ceinture pelvienne rudimentaire ;
· chez les oiseaux, les 1er et 3ème doigts de l'aile sont rudimentaires (os en ardoise) ;
Sur les rhizomes des plantes se trouvent des écailles - des rudiments de feuilles.
· dans les fleurs marginales du tournesol se trouvent des étamines et des pistils rudimentaires.
b) Des rudiments prouvent le manque de pertinence des signes.
c) Les rudiments témoignent de l'évolution historique du monde.
6. Atavismes– des cas d'individus revenant aux caractéristiques de leurs ancêtres.
a) Exemples :
· trois paires de trayons chez les vaches ;
· mamelons multiples chez l'homme ;
· coloration zébrée des poulains.
b) Les gènes responsables de ces traits sont préservés, mais diverses raisons n'apparaissent pas.
c) Les atavismes sont des preuves de l'évolution des animaux et des plantes.
7. Formes transitionnelles combinent dans leur structure les caractéristiques des classes inférieures et supérieures.
a) Exemples :
· les mammifères inférieurs (ornithorynques et échidnés) présentent des caractéristiques similaires à celles des reptiles : (cloaque, ponte) ;
· sous-ordre Lézards à dents d'animaux (genre Inostrantzevia) – une forme de transition entre les reptiles et les mammifères (fossile).
b) A l'aide de formes transitionnelles, il est possible de construire des séries phylogénétiques montrant l'histoire du développement de l'espèce.
3. Embryologique comparé - l'embryologie étudie le développement embryonnaire d'un organisme. Au cours du développement embryonnaire, les embryons présentent souvent des similitudes avec les embryons de formes ancestrales. Par exemple, chez tous les vertébrés, les branchies internes (ou leurs rudiments - les poches branchiales) apparaissent dès les premiers stades de développement.
Similitude des embryons.
a) La structure de l'embryon de chordé ressemble systématiquement au corps d'autres types d'animaux :
ovocyte - protozoaires;
· gastrula – coelentérés ;
· vers ronds;
· représentants du sous-type Skullless.
b) Cela indique l'origine commune de tous les accords.
