Предмет, об’єкт, завдання філогенії рослин і тварин, зв'язок з іншими науками.

Лекція № 1

Тема: Основи філогенії рослин і тварин як наука

План

1. Предмет, об’єкт, завдання, ключові поняття філогенії рослин і тварин, зв'язок з іншими науками.

2. Основні методи філогенетичного аналізу.

3. Поняття про філогенетичні дерева.

Предмет, об’єкт, завдання філогенії рослин і тварин, зв'язок з іншими науками.

Філогенія(від грецького phylon – плем’я, рід і genetikos – той, що має відношення до народження) – галузь біології, що розглядає проблеми історичного розвитку органічного світу: типів / відділів, класів, родин, родів, видів, а також окремих органів; частина біології, що розглядає питання походження видів один від одного.

Об’єкт філогенії –живі організми в їх неперервному еволюційному розвитку.

Предмет філогенії – процес розвитку живих організмів як у цілому, так і їх окремих груп, видів, родів, родин, порядків, класів тощо.

Філогенез розглядає еволюції як процес, в якому генетична лінія – організми від предка до нащадка – розгалужується в часі, і її окремі гілки можуть набувати ті або інші зміни або ж зникати в результаті вимирання.

Сьогодні знання про розгалуження філогенетичного дерева отримані шляхом побудови класифікації живих організмів, яка була розроблена Карлом Ліннеєм як відображення «Природної Системи» усієї природи.

Для реконструкції і філогенії необхідні повні знання про різноманітність видів, але науці відомо лише незначний відсоток видів, що існують на планеті та існували в минулому.

Основним завданням філогенії є реконструкція еволюційних перетворень тварин, рослин, мікроорганізмів, встановлення на цій основі їх походження і родинних зв’язків між таксонами, до яких відносяться організми, що вивчаються.

Англійський еволюціоніст У.Гарстанг у 1922 році сформулював уявлення про філогенію як про послідовність онтогенезів в наступних поколіннях, зв’язаних співвідношенням: батьки – діти – внуки. Ця ідея була розвинена відомим ботаніком Іваном Івановичем Шмальгаузеном, який вважав, що філогенез є «історичним рядом філогенезів». Вивчення історичних змін ознак, характерних для певної систематичної групи, дозволяє реконструювати філогенез цієї групи, проте нерівномірність темпів еволюції ознак і неминучість екстраполяції результатів вивчення обмеженого числа ознак на філогенез цілісного організму, а потім на філогенез таксона, знижує точність реконструкції й часто веде до помилок.

Історичний розвиток різних груп тварин, рослин, мікроорганізмів вивчений нерівномірно.

Термін філогенез введений в 1866 р. німецьким вченим Е. Геккелем як парний терміну «онтогенез», що позначає індивідуальний розвиток особини. У такому значенні термін філогенез («філогенія») за обсягом і значенням майже не відрізнявся від терміну «еволюція».

Чіткіше визначення терміна «філогенез» запропонував І. І.Шмальгаузен (1946 р.), – філогенез – це історичний ряд витримавших природний відбір онтогенезів, тобто послідовність особин, пов’язаних зв’язками «батьки – діти – онуки», які вижили й залишили потомство. Вивчаючи історичну послідовність онтогенезів, можна простежити процес розвитку нової організації особин певної популяції. Оскільки еволюція неперервна, теоретично таким шляхом можна простежити філогенез таксона будь-якого рангу. Практично це здійснити неможливо, по-перше, через неповноту палеонтологічного літопису (незначні знаходження в шарах земної кори вимерлих організмів і виявлення їх залишків) і, по-друге, через неможливість досить повно дослідити організацію навіть нині існуючих форм. Тому філогенез завжди реконструюють, користуючись для цього окремими ознаками, що відображають перетворення організації в процесі історичного розвитку окремого таксону.

Для реконструкції філогенезу Е. Геккелем був розроблений «метод потрійного паралелізму», заснований на зіставленні даних порівняльної анатомії, ембріології і палеонтології.

Так, дані порівняльної анатомії дозволяють побудувати порівняльний ряд форм, що більш-менш точно відображає напрямки еволюції досліджуваних ознак. Ембріологічні ознаки, що відображають етапи філогенезу певного таксону. А також палеонтологічні дані, дають можливість оцінити послідовність і час формування досліджуваних ознак. Таким чином, за допомогою філогенетики було реконструйовано історичний розвиток тварин і рослин; філогенез прокаріотів і найпростіших досліджений ще недостатньо. У той же час філогенез предків людини – антропогенез відноситься до найбільш детально розроблених розділів філогенетики.

Великий внесок у розвиток філогенетики здійснили вітчизняні біологи. Так, І. І. Мечников створив теорію походження фагоцители – двошарового предка багатоклітинних. А.О.Ковалевський показав єдність походження всіх тварин. В. О. Ковалевський заклав основи еволюційної палеонтології; сучасні уявлення про філогенез безхребетних сформувалися в значній мірі завдяки роботам В. Н. Беклемішева і А. В. Іванова, який створив найдосконалішу теорію походження багатоклітинних. Під впливом досліджень А. Н. Сєверцова і І. І. Шмальгаузена склалися сучасні уявлення про філогенез хребетних тварин. Великий внесок у вивчення антропогенезу здійснили Я. Я. Рогінський і В. В. Бунак.

У міру розвитку філогенетики, зростає необхідність деталізації філогенетичних реконструкцій та підвищення їх надійності. Значним кроком у розвитку методів філогенетики стало створення К. А. Юдіним (1974 р.) еколого-морфологічного методу реконструкції філогенезу, основна вимога якого полягає в необхідності встановлення адаптивного значення спостережуваних перетворень. Останнє значною мірою залежить від вибору ознак і залучення даних інших галузей біології: молекулярної біології, біохімії, фізіології, біогеографії, функціональної анатомії, етології, біогеографії, фізіології, паразитології та ін.

Найбільш вивченим є філогенез хребетних (особливо вищих груп), з безхребетних – філогенез молюсків, голкошкірих, членистоногих, плечоногих (тип безхребетних морських тварин, тіло вкрите двостулковою черепашкою). Філогенез прокаріот і нижчих рослин вивчений не досконало. Дискусійною залишається проблема походження різних типів організмів і взаємовідносин між ними.

За сучасними науковими уявленнями, життя – це процес існування складних систем, що складаються з великих органічних молекул і неорганічних речовин і здатних самовідтворюватися, саморозвиватися і підтримувати своє існування в результаті обміну енергією і речовиною з навколишнім середовищем.

Існує кілька теорій походження чи виникнення життя і всі вони рівноцінні та розглядаються завжди разом. У різний час і в різних культурах розглядалися наступні ідеї:

перша теорія виникнення життя на Землі – креаціонізм (життя було створена Творцем);

друга гіпотеза виникнення життя на Землі – мимовільне зародження (самозародження; життя виникало неодноразово з неживої речовини);

третя – гіпотеза стаціонарного стану (життя існувало завжди);

четверта гіпотеза – панспермії (життя занесене на Землю з інших планет);

На сьогодні біологи визнають як науковий тільки останній варіант. Панспермія також не суперечить, в принципі, науці, проте не є самостійною гіпотезою, оскільки просто переносить процес біохімічного виникнення життя в інші, позаземні умови.

Креаціонізм

Креаціоністська теорія виникнення життя на Землі. Відповідно до цієї релігійної концепції, яка має давнє коріння, все існуюче у Всесвіті, у тому числі життя, було створено єдиною Силою – Творцем в результаті декількох актів надприродного творіння в минулому. Організми, що населяють сьогодні Землю, походять від створених окремо основних типів живих істот. Створені види були з самого початку чудово організовані і наділені здатністю до деякої мінливості в певних межах (мікроеволюція).

Традиційне іудейсько-християнське уявлення про створення світу, викладене в Книзі Буття, викликало і продовжує викликати суперечки. Однак виявлені в текстах протиріччя не роблять концепцію творіння менш популярною. Релігія, розглядаючи питання про походження життя, шукає відповідь головним чином на питання «з якою метою?», а не на питання «яким чином?». Якщо наука в пошуках істини широко використовує спостереження і експеримент, то богослов'я прагне до осягнення істини через надприродне прозріння і віру. Тому креаціонізм у принципі ненауковий, а спроби зіставляти його з науковими гіпотезами є методологічно некоректними.

Процес божественного створення світу представляється як акт, який мав місце лише раз, і тому недоступний для спостереження. У зв'язку з цим концепція творіння не може бути однозначно ані доведена, ані спростована і існує поряд з науковими гіпотезами походження життя. Разом з тим детальне прочитання релігійних міфів про Творіння змушує залишати без пояснення величезну кількість спостережуваних біологією взаємозв'язків і закономірностей. Тому навіть серед віруючих вчених абсолютна більшість вважає, що Книгу Буття слід сприймати алегорично.

Фактично сьогодні ставлення до креаціонізму є непоганим маркером релігійного фундаменталізму. Релігійні лідери, які наполягають на прийнятті креаціонізму в якості наукової гіпотези, фактично ведуть боротьбу за визнання релігійних догматів безумовно головуючими над будь-якими даними об'єктивних наукових досліджень.

Поиск по сайту: