Мнение ученых
С развитием науки стало известно, что биогенетический закон Геккеля-Мюллера в чистом виде не работает. Рекапитуляция может носить частичный характер. В результате в XX веке эмбриологи отвергли сформулированный Геккелем закон.
Биологи пришли к выводу, что в биогенетическом законе перепутаны причины и следствия. Филогенез – это последовательность онтогенезов, следовательно, изменения взрослых форм в процессе филогенеза могут основываться только на изменениях онтогенеза.
В 1912-1939 гг. русский биолог А. Н. Северцов разработал теорию филэмбриогенезов, согласно которой все эмбриональные и личиночные признаки делятся на ценогенезы и филэмбриогенезы.
Термин «ценогенез», который ввел Геккель, Северцов объяснял иначе.
Геккель считал, что ценогенез является противоположностью палингенеза. Северцов же утверждал, что «ценогенез» — это совокупность признаков, которые служат приспособлениями к эмбриональному или личиночному образу жизни и не встречаются у взрослых форм, так как не имеют для них адаптивного значения.
Примером ценогенеза Северцов считал плаценту млекопитающих, яйцевой зуб зародышей птиц и рептилий и др.
Филэмбриогенезы – это такие изменения онтогенеза, которые в процессе эволюции приводят к изменению признаков взрослых особей.
Северцов разделил филэмбриогенезы на анаболии, девиации и архаллаксисы. Анаболия — это удлинение онтогенеза, сопровождающееся надставкой стадий. При этом способе эволюции наблюдается рекапитуляция — признаки зародышей или личинок потомков напоминают признаки взрослых предков.
При девиации происходят изменения на средних стадиях развития, что ведет к более резким изменениям в строении взрослого организма, чем при анаболии. При данном способе эволюции онтогенеза рекапитулировать признаки предковых форм могут лишь ранние стадии потомков. При архаллаксисах изменения наблюдается на самых ранних стадиях онтогенеза, изменения в строении взрослого организма более существенны, а рекапитуляции невозможны.
В конце XX века ученые стали чаще выступать с критикой биогенетического закона. Так, биолог С. Гилберт заявлял, что биогенетический закон был научно дискредитирован раньше, чем был предложен. Он также считал, что в основе данной точки зрения лежат ложные предпосылки.
Также биогенетический закон подвергся критике со стороны таких ученых, как Р. Рэфф и Т. Кофмен. Вторичное открытие и развитие менделевской генетики на рубеже веков доказало, что биогенетический закон всего лишь иллюзия.
4.14. Теория филэмбриогенезов по а.Н. Северцову
Одна из главных задач эволюционной теории заключалась в выяснении того, каким образом изменения отдельных организмов становятся признаками вида и более крупных таксонов, иначе говоря, каким образом онтогенетические преобразования соотносятся с филогенетическими. Согласно биогенетическому закону Э. Геккеля онтогенез есть быстрое и сжатое повторение филогенеза(рекапитуляция). Северцов пересмотрел в общем статичную геккелевскую схему рекапитуляции и выдвинул положение о том, что онтогенез не просто копирует филогенез, но что в процессе эволюции изменениям подвергаются все стадии онтогенеза, и, соответственно, происходят филогенетические преобразования (филэмбриогенезы). На ранних стадиях эмбрионального развития появляются крупные эволюционные новшества (архаллаксисы), на более поздних — изменения меньшего масштаба (девиации), на конечных стадиях — преобразования еще более мелкого ранга. Может также происходить удлинение онтогенеза путем надставки стадий (анаболии). Наглядной иллюстрацией северцовской теории филэмбриогенезов является происхождение и эволюция многоклеточных животных. По мнению ученого, у одноклеточных организмов онтогенез как таковой отсутствует, он появляется у их многоклеточных потомков, которые в начале развиваются посредством анаболий, а затем — путем изменений первичных зачатков на основе архаллаксисов и девиаций. В рамках теории филэмбриогенезов разрабатывалось учение о корреляции органов, их редукции и другие вопросы эволюционной филогенетики.
4.15. Гипотезы происхождения жизни (теория а. Опарина и д. Холдейна, панспермии, вечности жизни и другие гипотезы)
Теория Опарина — Холдейна
В 1924 году будущий академик Опарин опубликовал статью «Происхождение жизни», которая в 1938 году была переведена на английский и возродила интерес к теории самозарождения . Опарин предположил, что в растворах высокомолекулярных соединений могут самопроизвольно образовываться зоны повышенной концентрации, которые относительно отделены отвнешней среды и могут поддерживать обмен с ней. Он назвал их Коацерватные капли, или просто коацерваты.
Согласно его теории процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделён на три этапа:
-
Возникновение органических веществ
-
Возникновение белков
-
Возникновение белковых тел
Проверил теорию Стэнли Миллер в 1953 году в эксперименте Миллера — Юри. Он поместил смесь H2O, NH3, CH4, CO2, CO в замкнутый сосуд и стал пропускать через неё электрические разряды (при температуре 80°С). Оказалось, что образуются аминокислоты. Позднее в разных условиях были получены другие сахара и нуклеотиды. Он сделал вывод, что эволюция может произойти при фазовообособленном состоянии из раствора (коацерватов). Однако, такая система не может сама себя воспроизводить.
Эволюционная теория Основоположником теории эволюции, считается Чарльз Дарвин. В основе этой гипотезы происхождения жизни на земле лежит концепция естественного отбора. Эта теория предполагает постепенное эволюционирование организмов от простейших форм к более сложным формам, что означает наличие «общего предка» для всех живых существ.
Безусловно, современные воззрения сторонников этой доктрины очень отличаются от «классической» теории Дарвина. Но, несмотря на это в её основе лежит вся та, же концепция изменчивости видов, под влиянием воздействий окружающей среды. Гипотеза панспермии Согласно этой доктрине жизнь была занесена на нашу планету из космоса. И основана она на возможности некоторых простейших организмов переносить такие неблагоприятные условия, как: температура близкая к абсолютному нулю, глубокий вакуум, радиация и ряд других факторов. Это теория не отрицает возможность умышленного «занесения» жизни на планету какими-то инопланетными существами.
К этой же теории можно отнести и гипотезу о том, что жизнь во вселенной образовалась в результате большого взрыва, то есть возникла вместе с самой вселенной. Креационизм У этой концепции, вероятнее всего, наиболее древние корни. Основным положением этой гипотезы происхождения жизни на земле лежит теория создания всего сущего единым высшим существом, то есть Богом. Если верить этой теории, то все живые существа были сотворены в таком же виде, в каком существуют и сейчас.
Она утверждает, что процесс сотворения мира произошёл единожды, а поэтому не доступен для наблюдения. Фундаментальный креационизм, согласно христианской традиции, изложенной в книге Бытия, утверждает, что ни о каком естественном отборе не может быть и речи. Тех же самых взглядов придерживаются и фундаментальные исламисты.
4.16. Происхождение млекопитающих (гипотезы Э. Геккеля и И. Мечникова) 1. Геккель — теория гастреи Опираясь на результаты эмбриологических исследований А.О. Ковалевского, Э. Геккель (1834-1919) выдвинул теорию гастреи (1874 г.). Он утверждал, что общий предок всех многоклеточных животных походил на однослойный зародыш — бластулу. В ходе дальнейшей эволюции передняя стенка этого однослойного образования впячивалась внутрь, и таким образом возник аналог двухслойного зародыша (гаструлы) — гастрея. Основываясь на колониях простейших (Volvox), Геккель (1874) построил гастрейную теорию происхождения Metazoa, которая принимается многими зоологами. Геккель утверждал, что отдаленным предком многоклеточных была шаровидная колония простейших. Он опирался на данные эмбриологии, говорящие о том, что в онтогенезе внутренний зародышевый пласт (энтодерма) часто образуется путем впячивания (инвагинации) стенки однослойного зародыша ( бластулы ), в результате чего получается двухслойная стадия ( гаструла ). Геккель полагал, что и в процессе эволюции (филогенеза) одна половина шаровидного бластулообразного организма впятилась в другую, и таким образом возникла первичная кишечная полость, открывающаяся наружу ротовым отверстием. Такой гипотетический двухслойный организм плавал с помощью жгутиков, размножался половым путем и стал предком всех многоклеточных животных. Геккель назвал его » гастреей «. Принятие гастрейной теории подводит нас непосредственно к низшим двухслойным Metazoa ( гидра ).
Л. р. №6 « Выявление признаков сходства зародышей человека и других млекопитающих как доказательство их родства»
Л. р. №6 « Выявление признаков сходства зародышей человека и других млекопитающих как доказательство их родства»
Цель работы: выявить признаки сходства зародышей человека и других млекопитающих как доказательство их родства.
Ход работы: 1Рассмотреть рисунок.1. Прочитать текст
Рис.1. Эмбрионы рыбы, саламандры, черепахи, крысы и человека сходны на ранних стадиях.
Сравнительная эмбриология приводит убедительные доказательства в пользу эволюции
арвин обратил внимание на связь между индивидуальным развитием — онтогенезом и историческим развитием вида — филогенезом. Немецкие ученые Э
Геккель и Ф. Мюллер сформулировали биогенетический закон, закон рекапитуляции: «онтогенез — есть краткое и быстрое повторение филогенеза».
Например, зародыши млекопитающих на ранних стадиях развития имеют длинный хвост и жаберные щели и похожи на зародыш рыбы, затем на зародыш земноводного, затем — пресмыкающегося, имеют клоаку (рис.2). Проявление признаков объясняется тем, что на разных стадиях включаются сохранившиеся гены далеких предков — рыбы, земноводного, пресмыкающегося, обезьяны. Головастик лягушки имеет рыбообразную форму тела, боковую линию, двухкамерное сердце и один круг кровообращения Он как бы повторяет признаки рыб, далеких предков земноводных
Рис.2. Схема кровеносной системы головастика:
1 — предсердие; 2 — желудочек; 3 — круг кровообращения.
Сходство прослеживается в строении человека и других позвоночных животных. Человек относится к млекопитающим, так как имеет диафрагму, молочные железы, дифференцированные зубы (резцы, клыки и коренные) , ушные раковины, зародыш его развивается внутриутробно. У человека есть такие же органы и системы органов, как и у других млекопитающих: кровеносная, дыхательная, выделительная, пищеварительная и др. О родстве человека с животными свидетельствуют также рудименты и атавизмы. У человека свыше 90 рудиментарных органов: копчик, аппендикс, зубы мудрости и др. Среди атавизмов можно назвать сильно развитый волосяной покров на теле, дополнительные соски, хвост. Эти признаки были развиты у предков человека, но изредка встречаются и у современных людей. Сходство прослеживается и в развитии зародышей человека и животных. Развитие человека начинается с одной оплодотворенной яйцеклетки. За счет ее деления образуются новые клетки, формируются ткани и органы зародыша. На стадии 1,5-3 месяцев внутриутробного развития у человеческого плода развит хвостовой отдел позвоночника, закладываются жаберные щели. Мозг месячного зародыша напоминает мозг рыбы, а семимесячного — мозг обезьяны. На пятом месяце внутриутробного развития зародыш имеет волосяной покров, который впоследствии исчезает. Таким образом, по многим признакам зародыш человека имеет сходство с зародышами других позвоночных.
3. Какая стадия развития у всех многоклеточных, способных к половому размножению, является начальной?
4. Чем схож эмбриогенез всех позвоночных?
5. Чем похожи зародыши птиц и млекопитающих (включая человека).
6. Сделайте вывод, что доказывает сходство зародышей человека и других млекопитающих.
Источник
Факты, противоречащие биогенетическому закону
В XIX веке стало понятно, что некоторые факты противоречат биогенетическому закону. В частности, уже тогда ученые знали, что иногда в ходе эволюции происходит укорочение онтогенеза и выпадение его конечных стадий. Это явление получило название неотения.
В случае неотении взрослая стадия вида-потомка похожа на личиночную стадию вида-предка, а не наоборот, как это должно было быть при полной рекапитуляции.
Кроме того, было известно, что вопреки «закону зародышевого сходства» и «биогенетическому закону» довольно сильно отличаются по строению самые ранние стадии развития зародышей позвоночных — бластула и гаструла — и только на более поздних стадиях развития можно увидеть сходство, на стадии, на которой закладывается план строения, характерный для позвоночных. Именно на этой стадии все живые существа похожи друг на друга.
Отличия на ранних стадиях развития эмбрионов связаны с разным количеством желтка в яйцеклетках. В процессе его увеличения дробление становится сначала неравномерным, а потом неполным поверхностным. Это приводит к изменению бластулы – целобластула есть у видов с небольшим количеством желтка, амфибластула — со средним и дискобластула — с большим.
Также процесс развития на ранних стадиях меняется у наземных позвоночных в связи с возникновением зародышевых оболочек.
