§ 48. Асноўныя доказы эвалюцыі

Сучасная навука валодае мноствам даных, якія даказваюць эвалюцыйнае развіццё жывой прыроды. Яны сведчаць пра паходжанне ўсіх жывых істот ад агульных продкаў, дазваляюць вызначаць ход філа­генезу — гістарычнага развіцця розных груп арганізмаў (як тых, што існуюць цяпер, так і вымерлых), а таксама выяўляць ступень іх эвалюцыйнай роднасці. На сённяшні дзень доказы эвалюцыі назапашаны ў межах цэлага шэрага біялагічных дысцыплін. Разгледзім найважнейшыя з гэтых доказаў.

Параўнальна-анатамічныя доказы эвалюцыі. Параўнальная анатомія займаецца выяўленнем агульных рыс і адрозненняў у будове арганізмаў. Высокая ступень падабенства даследуемых арганізмаў паказвае агульнасць іх паходжання і блізкую эвалюцыйную роднасць. Напрыклад, пярэднія канечнасці розных пазваночных жывёл пабудаваны па адзіным плане (мал. 48.1). Яны складаюцца з трох аддзелаў: пляча, што ўключае плечавую костку, перадплечча з локцевай і прамянёвай касцямі і кісці, у якой выдзяляюць запясце, пясць і фалангі пальцаў.

Пры гэтым у розных пазваночных жывёл пярэднія канечнасці могуць выконваць аднолькавыя ці розныя функцыі, выглядаць падобнымі ці ў значнай ступені адрознівацца па знешнім выглядзе. Тыя ці іншыя косці ў іх складзе могуць мець розную форму і адносныя памеры, зрастацца ці нават адсутнічаць. Аднак падабенства будовы пярэдніх канечнасцей пазваночных, абумоўленае адзінствам іх паходжання, відавочнае. Органы, якія незалежна ад выконваемых функцый (яны могуць быць аднолькавымі ці рознымі) маюць адзіны план будовы і агульнае паходжанне, называюцца гамалагічнымі. Такім чынам, пярэднія канечнасці пазваночных жывёл уяўляюць сабой гамалагічныя органы.

Прыкладамі гамалагічных органаў могуць служыць ядавітыя залозы змей і слінныя залозы іншых пазваночных. Джала пчалы гамалагічна яйцакладу коніка і некаторых другіх насякомых. Гамалагічнымі ў адносінах адно да аднаго з’яўляюцца мясістае сцябло кактуса і донца рэпчатай цыбулі (гэта відазмененыя сцёблы), вусікі гароху і лоўчыя апараты насякомаеднай расліны расянкі (відазмененыя лісты) і г. д.

Наяўнасць гамалагічных органаў паказвае эвалюцыйную род­насць арганізмаў, іх паходжанне ад агульных продкаў. Адрозненні паміж гамалагічнымі органамі, якія могуць праяўляцца ў знешнім выглядзе і выконваемых функцыях, сведчаць пра дывергенцыю — эвалюцыйнае разыходжанне прымет у роднасных арганізмаў, якія прыстасоўваюцца да розных умоў асяроддзя.

Аналагічнымі называюць органы, якія маюць знешняе падабенства і выконваюць аднолькавыя функцыі, але з’яўляюцца рознымі па паходжанні. Напрыклад, рознае паходжанне маюць крылы птушак (пярэднія канечнасці) і насякомых (вырасты хіцінавага покрыва), каранёвыя шышкі вяргіні (відазмененыя карані) і клубні бульбы (відазмененыя парасткі). Калючкі барбарыса па паходжанні з’яўляюцца лістамі, а шыпы ажыны — вырастамі покрыўнай тканкі (мал. 48.2). Аналагічныя адна адной капаль­ныя канечнасці крата і мядзведкі, ракавіна вінаграднага смаўжа і панцыр чарапахі (гл. мал. 48.2).

Факты наяўнасці аналагічных органаў у розных арганізмаў не сведчаць пра іх эвалюцыйную роднасць. Аднак яны паказваюць, што ў ходзе эвалюцыі ў розных груп арганізмаў, якія жывуць у падобных умовах асяроддзя і вядуць падобны спосаб жыцця, пад дзеяннем натуральнага адбору развіваліся падобныя прыстасаванні.

Рудыменты — гэта органы, якія былі добра развіты ў продкаў тых ці іншых арганізмаў, але ў ходзе эвалюцыі страцілі сваё асноўнае значэнне і захаваліся ў сучасных відаў у зачаткавым стане. Закладванне такіх органаў адбываецца ў эмбрыянальным перыядзе антагенезу, аднак поўнасцю яны не развіваюцца і на працягу ўсяго жыцця застаюцца недаразвітымі.

Так, рудыментамі з’яўляюцца зачаткі тазавых касцей у кітападобных і шэрага змей, рэдуцыраваныя вочы ў некаторых жыхароў пячор і глебы, напрыклад у крата, недаразвітыя крылы ў птушкі ківі, якая не лятае, і жужальцы (другая пара крылаў) у двухкрылых насякомых. Больш за 90 рудыментаў налічваюць у чалавека. Гэта хвасцец, апендыкс, трэцяе павека, мышцы, якія падымаюць валасы, рухаюць вушныя ракавіны і г. д. Наяўнасць рудыментарных органаў паказвае на роднасць сучасных відаў з іх эвалюцыйнымі продкамі, у якіх дадзеныя органы былі добра развіты і ў поўнай меры выконвалі ўласцівыя ім функцыі. Паступовая рэдукцыя гэтых органаў у ходзе эвалюцыі служыць доказам дзеяння рухаючай формы натуральнага адбору.

Праяўленне ў некаторых асобін таго ці іншага віду прыметы, уласцівай аддаленым продкам, але згубленай гэтым відам у ходзе эвалюцыі, называюць атавізмам. Атавізмы сведчаць пра роднасныя сувязі відаў, якія існуюць зараз, з іх продкамі і паказваюць на тое, што ў сучасных арга­нізмаў захаваліся гены продкаў, якія кантралююць дадзеныя прыметы.

Аднак у норме дзеянне гэтых генаў падаўлена. Такім чынам, атавізмы, у адрозненне ад рудыментаў, уяўляюць сабой адхіленні ад нормы. Прыкладамі атавізмаў могуць служыць: наяўнасць дадатковых пальцаў на нагах у коней (мал. 48.3), развітых задніх канечнасцей у дэльфінаў, «рыбінай» лускі на асобных участках скуры ў сучасных земнаводных. У чалавека атавізмамі з’яўляюцца наяўнасць хваста, дадатковых саскоў, густога валасянога покрыва цела (гл. мал. 48.3).

Палеанталагічныя доказы эвалюцыі. Палеанталогія займаецца вы­вучэннем выкапнёвых рэшткаў вымерлых арганізмаў, аднаўленнем іх аблічча, выяўленнем падабенства і адрозненняў старажытных і сучасных відаў. Супастаўленне палеанталагічных знаходак, атрыманых з геа­лагічных пластоў розных эпох, дае магчымасць прасачыць эвалюцыю арганічнага свету ў часе, вызначыць сувязі вымерлых форм з тымі, што існуюць зараз.

Важнейшымі доказамі эвалюцыі, якія дазваляюць выявіць пераемнасць паміж рознымі сістэматычнымі групамі арганізмаў, з’яўляюцца выкапнёвыя пераходныя формы. Так называюцца вымерлыя арганізмы, якія спалучалі ў сабе прыметы старажытных і гістарычна больш маладых груп (мал. 48.4). Напрыклад, вывучэнне зверазубых яшчараў (адна з груп выкапнёвых рэптылій), якія валодалі рысамі падабенства як да больш прымітыўных рэптылій, так і да звяроў, дазволіла высветліць шэраг дэталяў, што датычацца эвалюцыйнага пераходу ад паўзуноў да млекакормячых. Пераходнай формай ад старажытных кісцяпёрых рыб да сучасных земнаводных з’яўляюцца вымерлыя амфібіі стэгацэфалы. Даследаванне выкапнёвых раслін рыніяфітаў дало магчымасць выявіць эвалюцыйную сувязь паміж водарасцямі і споравымі раслінамі.

У некаторых выпадках вывучэнне палеанталагічных знаходак дазваляе звязваць пэўныя выкапнёвыя формы адна з адной і з сучаснымі відамі ў адзіныя філагенетычныя рады. Яны ўяўляюць сабой паслядоўнасці выкапнёвых форм, якія адлюстроўваюць ход гістарычнага развіцця (філагенезу) відаў, што існуюць у цяперашні час. Такія рады пабудаваны для многіх відаў пазваночных і беспазваночных жывёл. Адным з прыкладаў з’яўляецца філагенетычны рад сучаснага каня (мал. 48.5), назвы эвалюцыйных продкаў якога прыведзены не для запамінання.

Эмбрыялагічныя доказы эвалюцыі. Пераканаўчыя доказы гістарычнага развіцця жывой прыроды і існавання эвалюцыйных сувязей паміж рознымі групамі арганізмаў дае эмбрыялогія. Як вы ўжо ведаеце, гэта навука вывучае эмбрыянальнае развіццё арганізмаў. Так, даныя эмбрыялогіі сведчаць пра падабенства зародкавага развіцця жывёл. Усе яны ў пачатку свайго індывідуальнага развіцця праходзяць этап драблення зіготы, стадыю аднаслойнага зародка — бластулы, а затым двухслойнай гаструлы. Ва ўсіх, за выключэннем губак і кішачнаполасцевых, фарміруецца трэці зародкавы лісток — мезадэрма і г. д. Асабліва выразна прасочваецца падабенства развіцця зародкаў у межах асобных тыпаў і класаў жывёл.

Упершыню гэту заканамернасць выявіў расійскі эмбрыёлаг К. Бэр у пачатку XIX ст. Ён дэталёва даследаваў зародкавае развіццё пазваночных жывёл, якія належаць да розных класаў, і высветліў, што на ранніх этапах антагенезу зародкі розных арганізмаў развіваюцца падобна і толькі на пазнейшых стадыях паміж імі з’яўляюцца адрозненні (мал. 48.7). Гэта абагульненне пасля было названа законам зародкавага падабенства. Падабенства развіцця эмбрыёнаў розных жывёл, якое назіраецца на ранніх стадыях, сведчыць пра агульнасць іх паходжання. Адрозненні, што ўзнікаюць пазней, гавораць пра дывергенцыю, якая ажыццяўлялася ў ходзе эвалюцыі і прывяла да з’яўлення розных сістэматычных груп.

Малекулярна-генетычныя доказы эвалюцыі. Жывыя арганізмы маюць на дзіва падобны хімічны састаў. Ва ўсіх форм жыцця, за выключэннем некаторых вірусаў, захавальнікам спадчыннай інфармацыі з’яўляецца ДНК. Бялкі, якія яна кадзіруе, адыгрываюць галоўную ролю ў ажыццяўленні розных працэсаў жыццядзейнасці. Пастаўшчыком энергіі для працякання гэтых працэсаў служыць, галоўным чынам, АТФ. Для сінтэзу біямалекул жывыя арганізмы выкарыстоўваюць пераважна адны і тыя ж структурныя кампаненты. Напрыклад, ДНК пабудавана з чатырох асноўных тыпаў нуклеатыдаў, а бялкі — з 20 відаў амінакіслот.

Высокая ступень падабенства выяўляецца не толькі ў будове біялагічных малекул, але і ў іх функцыянаванні. Так, у жывых арганізмаў падобным чынам працякаюць працэсы энергетычнага абмену і рэакцыі матрычнага сінтэзу. Рэалізацыя спадчыннай інфармацыі, зашыфраванай з дапамогай універсальнага генетычнага кода, ва ўсіх арганізмаў ажыццяўляецца дзякуючы транскрыпцыі і трансляцыі, з удзелам мРНК, тРНК і рРНК. Гэтыя і многія іншыя факты даказваюць роднасць жывых арганізмаў і адзінства паходжання жыцця на Зямлі.