Filogenetinių tyrimų metodai yra organiškai susiję su evoliucijos faktų tyrimo metodais. Iki šiol morfologinis metodas turėtų būti laikomas pagrindiniu filogenetinių tyrimų metodu, nes transformacijos organizmo pavidalu išlieka akivaizdžiausiu faktu ir leidžia labai sėkmingai atsekti rūšių transformacijos reiškinius.
Iš to, žinoma, neišplaukia, kad filogenetiniams tyrimams netaikomi kiti metodai – fiziologiniai, ekologiniai, genetiniai ir t.t. Organizmo forma ir funkcija yra neatsiejamai susijusios. Bet kuris organizmas susidaro veikiamas specifinių aplinkos veiksnių, su juo sąveikauja, yra tam tikruose ryšiuose su kitais organizmais. Tačiau organizmo forma, jo sandara visada išlieka jautriu visų šių ryšių rodikliu ir tarnauja kaip gija filogenetinių klausimų tyrinėtojui. Morfologinio tyrimo metodas užima pirmaujančią vietą filogenijos tyrime, o jo išvados dažniausiai pasitvirtina išbandant kitais metodais. Didelis morfologinio metodo pranašumas yra galimybė jį derinti su lyginamuoju tyrimo metodu, be kurio neįmanoma nustatyti paties gyvųjų sistemų transformacijos fakto. Morfologinio metodo pagrįstumą labai padidina tai, kad jis iš esmės yra giliai savikritiškas, nes gali būti taikomas įvairiomis kryptimis.
Jei turime didelę paleontologinę medžiagą (pavyzdžiui, arklio evoliuciją), lyginamąjį morfologinį metodą galime taikyti nuoseklioms protėvių ir palikuonių serijoms ir taip nustatyti tam tikros grupės evoliucijos kryptis ir metodus. Paveikslas suteikia supratimą apie lyginamojo morfologinio metodo, taikomo arklio protėviams, esmę. Nuoseklus šoninių pirštų sumažinimas ir vidurinio (III) piršto vystymasis parodo „arklio eilės“ evoliucinio vystymosi kryptį.
Džerbojų galūnių palyginimas su mažėjančiu pirštų skaičiumi ir didėjančia specializacija. 1 - mažasis jerboa Allactaga elator, 2 - Salpingotas Koslovi, 3 - krūmakojis Dipus sagitta. I-V - pirštai nuo pirmo iki penkto (pagal Vinogradovą)
Be to, paleontologiniai duomenys dera su lyginamaisiais šiuolaikinių formų anatominiais tyrimais. Paveiksle lyginamos trijų formų galūnės su mažėjančiu pirštų skaičiumi. Nors tai nėra filogenetinė serija, susidaro įspūdis, kad visos trys galūnės yra panašių procesų, pasiekusių skirtingus vystymosi etapus, pasireiškimo rezultatas. Todėl lyginamasis morfologinis metodas šiuolaikinių formų atžvilgiu, nepaisant paleontologijos, leidžia manyti, kad, pavyzdžiui, vienapirštis pėda turėjo išsivystyti iš daugiapirščio. Kai šios išvados pridedamos prie lyginamosios embriologijos faktų, parodančių, kad, pavyzdžiui, arklio embrione, susiformuoja šoniniai pirštai, o vėliau jie palaipsniui mažėja, tada mūsų išvada apie vienapirščio arklio kilmę iš daugelio. -toed protėvis tampa dar labiau tikėtinas.
Šių duomenų sutapimas rodo, kad paleontologijos, suaugusiųjų formų lyginamosios anatomijos ir lyginamosios embriologijos faktai tarpusavyje kontroliuoja ir papildo vienas kitą, sudarydami savo visumoje Haeckel (1899) pasiūlytą sintetinį trigubą filogenetinių tyrimų metodą, kuris neprarado savo. reikšmė šiandien. Pripažįstama, kad paleontologijos, lyginamosios anatomijos ir embriologijos duomenų sutapimas tam tikru mastu yra filogenetinių konstrukcijų teisingumo įrodymas.
Tai yra bendriausi filogenetinių tyrimų principai.
Dabar panagrinėkime trumpai aprašytus vieningo filogenetinio tyrimo metodo elementus.
Paleontologiniai duomenys įtikinamiausi. Tačiau jie turi didelį trūkumą, ty paleontologas nagrinėja tik morfologines charakteristikas ir, be to, nepilnas. Visas organizmas nepatenka į paleontologinių tyrimų sritį. Atsižvelgiant į tai, paleontologui ypač svarbu atsižvelgti į visus turimus gyvūnų, su kurių palaikais jis susiduria, požymius. Priešingu atveju jo filogenetinės išvados gali būti klaidingos.
Darykime prielaidą, kad formos A, B, C, D, E, E pakeičia viena kitą nuosekliuose geologiniuose horizontuose ir kad paleontologas turi galimybę stebėti tam tikrą jų charakteristikų sumą – a, b, c ir tt. toliau daroma prielaida, kad forma A turi charakteristikas a 1, b 1, c 1, o formose B, C, D, ... šios charakteristikos yra pakeistos (atitinkamai a 2, b 2, c 2 .. a 3, b). 3, c 3 ... ir tt). Tada laikui bėgant gauname tokią duomenų seriją
Ši tabletė atitinka, pavyzdžiui, arklių protėvių „eilutę“, kur nuo Eopippus iki arklio mes turime daugybę savybių. Lentelėje parodytas nuoseklus visų pagrindinių charakteristikų vystymasis. Kiekvienas paskesnis ženklas (pavyzdžiui, 4) yra kilęs iš kiekvieno ankstesnio (pavyzdžiui, 3). Tokiais atvejais tampa tikėtina, kad susidaro A, B, C, D, E, E serijos filogenetinė serija t.y. nemažai protėvių ir jų palikuonių. Tai serija nuo eohippus iki arklio ir kai kurių kitų.
Tarkime, kad mes susiduriame su šiais duomenimis,
tai yra, mes nurodome keletą formų, kurios paeiliui keičia viena kitą, ir pagal vieną iš ženklų (b) gauname nuoseklios raidos vaizdą nuo b 1 iki b 5. Nepaisant to, mūsų serija nėra filogenetinė serija, nes, pavyzdžiui, a ir b simbolių atžvilgiu mes nepastebime nuoseklios specializacijos. Pavyzdžiui, A rūšis turi formulę A (a 1, b 1, b 1), bet rūšis B aiškiai nėra jos tiesioginė palikuonė, nes ji turi formulę B (a 4, b 2, b 2) ir tt Akivaizdu, kad čia turime reikalą su vienas po kito einančiomis filogenetinio medžio „fragmentais“, kurių daug šakų nerasta. Todėl serijos A, B, C, D, D, E iš tikrųjų yra lygios A, B 1, C 2, D 3, D 1. Ši serija vadinama laiptuota. Norėdami paaiškinti skirtumus tarp jo ir filogenetinių serijų, naudosime paveikslėlį, kuriame parodyta arklio evoliucija. Čia šios serijos bus filogenetinės: eohippus, orohippus, mesohippus, parahippus, merigippus, pliohippus, plesippus, arklys. Pavyzdžiui, būtų laiptuotos šios formų serijos: hyracotherium, epihippus, myohippus, anchytherium, hipparion, hippidium, horse. Visa tai yra ne protėviai ir palikuonys, o nuoseklios, bet išsibarsčiusios filogenetinio medžio šoninės šakos.
Kaip matote, laiptuota serija turi didelę darbinę reikšmę, nes remiantis ja galima daryti išvadą, kad arklys kilo iš polidaktilo protėvio.
Galiausiai galite susidurti prisitaikantis diapazonas, rodantis bet kokios adaptacijos raidą. Tokia serija gali būti filogenetinės serijos dalis, pavyzdžiui, arklio kojos pritaikymas bėgimui, tačiau dažnai taip nėra, o adaptyvią seriją galima sudaryti net ir šiuolaikinių formų, kurios nesusiformuoja, sąskaita. išvis filogenetinė serija. Kaip matome, paleontologui tenka susidurti su dideliais sunkumais. Jo medžiaga fragmentiška ir neišsami.
Tačiau tam tikra kompensacija už paleontologinių duomenų neišsamumą yra galimybė išplėsti aplinkos duomenis į paleontologiją. Tam tikra organo forma (kojos sandara, dantų aparato sandara ir kt.) leidžia daryti išvadas apie išnykusių gyvūnų gyvenimo būdą ir net maisto sudėtį. Taip atsiranda galimybė atkurti jų ekologinius santykius. Atitinkama žinių sritis, įtvirtinta V. O. Kovalevskio darbuose, buvo vadinama paleobiologija (Abel, 1912). Tai kompensuoja paleontologo idėjų apie išnykusius gyvūnus suskaidymą. Kalbant apie formas, kuriose nėra skeleto, paleontologija pateikia tik nežymią filogenetikos medžiagą, o šiais atvejais pirmoje vietoje yra lyginamoji morfologija su lyginamojo geologinio modernumo suaugusiųjų ir embrioninių formų homologinių struktūrų tyrimo metodu. Dėl paleontologinių duomenų trūkumo filogenetines išvadas daryti daug sunkiau. Todėl mūsų filogenetinės konstrukcijos yra patikimiausios toms formoms, kurioms žinoma paleontologinė medžiaga.
Nepaisant to, net ir nesant paleontologinių duomenų, tyrinėtojas nelieka be ginklo. Šiuo atveju jis naudoja kitą metodą, būtent ontogenetinio vystymosi etapų tyrimą.
Jei radote klaidą, pažymėkite teksto dalį ir spustelėkite Ctrl + Enter.
1 klausimas. Kuo skiriasi makro ir mikroevoliucija?
Mikroevoliucija turime omenyje naujų rūšių susidarymą.
Makroevoliucijos sąvoka žymi viršspecifinių taksonų (genties, būrio, klano, tipo) kilmę.
Nepaisant to, esminių skirtumų tarp naujų rūšių formavimosi ir aukštesnių taksonominių grupių formavimosi procesų nėra. Sąvoką „mikroevoliucija“ šiuolaikine prasme įvedė N. V. Timofejevas-Resovskis 1938 m.
2 klausimas. Kokie procesai yra makroevoliucijos varomosios jėgos? Pateikite makroevoliucinių pokyčių pavyzdžių.
Makroevoliucijoje veikia tie patys procesai, kaip ir spekuliacijos metu: fenotipinių pokyčių formavimasis, kova už būvį, natūrali atranka, mažiausiai prisitaikiusių formų išnykimas.
Makroevoliucinių procesų rezultatas yra reikšmingi organizmų išorinės struktūros ir fiziologijos pokyčiai – pavyzdžiui, uždaros kraujotakos sistemos susidarymas gyvūnams arba stomatinių ir epitelio ląstelių atsiradimas augaluose. Pagrindiniai tokio pobūdžio evoliuciniai įgijimai apima žiedynų formavimąsi arba roplių priekinių galūnių pavertimą sparnais ir daugybe kitų.
3 klausimas. Kokiais faktais grindžiamas makroevoliucijos tyrimas ir įrodymai?
Įtikinamiausi makroevoliucinių procesų įrodymai gaunami iš paleontologinių duomenų. Paleontologija tiria išnykusių organizmų iškastines liekanas ir nustato jų panašumus bei skirtumus su šiuolaikiniais organizmais. Iš palaikų paleontologai atkuria išnykusių organizmų išvaizdą ir sužino apie praeities florą ir fauną. Deja, iškastinių formų tyrimas suteikia mums neišsamų floros ir faunos evoliucijos vaizdą. Dauguma liekanų susideda iš kietų organizmų dalių: kaulų, kriauklių ir išorinių augalų atraminių audinių. Didelį susidomėjimą kelia fosilijos, kuriose saugomi senovės gyvūnų urvų ir perėjimų pėdsakai, galūnių ar ištisų organizmų atspaudai, palikti ant kadaise minkštų nuosėdų.
4 klausimas. Kokia filogenetinių eilučių tyrimo reikšmė?Medžiaga iš svetainės
Filogenetinių serijų, sudarytų remiantis paleontologijos, lyginamosios anatomijos ir embriologijos duomenimis, tyrimas yra svarbus tolesniam bendrosios evoliucijos teorijos vystymui, natūralios organizmų sistemos kūrimui ir evoliucijos paveikslo atkūrimui. specifinė sisteminė organizmų grupė.
Šiuo metu, kurdami filogenetines serijas, mokslininkai vis dažniau naudoja duomenis iš tokių mokslų kaip genetika, biochemija, molekulinė biologija, biogeografija, etologija ir kt.
1. Kokie faktai gali rodyti ryšį tarp išnykusių ir šiuolaikinių augalų bei gyvūnų?
Atsakymas. Pagal sintetinę evoliucijos teoriją gamtoje vykstantis evoliucijos procesas skirstomas į dvi stadijas: mikroevoliuciją ir makroevoliuciją.
Makroevoliucija apima procesus, vedančius į sisteminių vienetų, didesnių už rūšį, atsiradimą. Šiuolaikinis gamtos mokslas, tyrinėdamas makroevoliuciją, sukaupė nemažai mokslinių faktų, įrodančių organinio pasaulio evoliuciją. Bet koks mokslinis faktas, įrodantis bent vieną iš toliau nurodytų punktų, gali būti laikomas evoliucijos įrodymu.
Gyvybės kilmės vienovė (bendrų savybių buvimas visuose gyvuose organizmuose).
Ryšiai tarp šiuolaikinių ir išnykusių organizmų arba tarp didelės sisteminės grupės organizmų (bendrų savybių buvimas šiuolaikiniuose ir išnykusiuose organizmuose arba visuose sisteminės grupės organizmuose).
Evoliucijos varomųjų jėgų veikimas (natūralios atrankos veiksmą patvirtinantys faktai).
Evoliucijos įrodymai, gauti ir sukaupti tam tikro mokslo rėmuose, sudaro vieną įrodymų grupę ir vadinami šio mokslo vardu.
Paleontologija yra mokslas apie išnykusių organizmų iškastines liekanas. Evoliucinės paleontologijos pradininku laikomas rusų mokslininkas V. O. Kovalevskis. Evoliucijos įrodymai apima iškastines pereinamojo laikotarpio formas ir filogenetines šiuolaikinių rūšių serijas.
Fosilinės pereinamosios formos yra išnykę organizmai, kurie jungia senesnių ir evoliuciškai jaunesnių grupių savybes. Jie leidžia nustatyti šeimos ryšius, įrodančius istorinę gyvenimo raidą. Tokios formos yra nustatytos tiek tarp gyvūnų, tiek tarp augalų. Pereinamoji forma nuo skiltinių žuvų iki senovės varliagyvių – stegocefalijų – yra Ichthyostega. Evoliucinį ryšį tarp roplių ir paukščių gali nustatyti pirmasis paukštis (Archaeopteryx). Ryšys tarp roplių ir žinduolių yra driežas iš terapinių grupės. Tarp augalų pereinamoji forma nuo dumblių iki aukštesnių sporų yra psilofitai (pirmieji sausumos augalai). Gimnosėklių kilmę iš pteridofitų įrodo sėkliniai paparčiai, o gaubtasėklių kilmę – cikadai.
Filogenetinė (iš graikų kalbos filonas – gentis, gentis, genesis – kilmė) serija – iškastinių formų sekos, atspindinčios šiuolaikinių rūšių (filogenijos) istorinę raidą. Šiuo metu tokios serijos žinomos ne tik stuburiniams, bet ir kai kurioms bestuburių gyvūnų grupėms. Rusų paleontologas V. O. Kovalevskis atkūrė šiuolaikinio arklio filogenetinę seriją
2. Kokias senovinių augalų ir gyvūnų rūšis žinote?
Atsakymas. Lygiai prieš 75 metus prie pietinės Afrikos krantų buvo aptikta seniausia pasaulyje žuvis – koelakantas, Žemėje gyvavęs prieš šimtus milijonų metų. Šio įvykio garbei kviečiame sužinoti apie ją ir kitus senovės gyvūnus bei augalus, kurie šiandien gyvena mūsų planetoje.
Anksčiau buvo manoma, kad šios žuvys išnyko vėlyvajame kreidos periode (prieš 100,5–66 mln. metų), tačiau 1938 m. gruodį Rytų Londono muziejaus (Pietų Afrika) kuratorė Marjorie Courtney-Latimer aptiko žuvį su kietais žvynais ir neįprastais pelekais. vietinių žvejų laimikyje . Vėliau paaiškėjo, kad ši žuvis gyveno prieš šimtus milijonų metų ir yra gyva fosilija.
Kadangi šis koelakantas buvo aptiktas Chalumna upėje, jis buvo pavadintas Latimeria chalumnae. O 1997 metų rugsėjį vandenyse netoli Manado miesto, esančio šiaurinėje Sulavesio salos pakrantėje, mokslininkai pastebėjo antrąją šių žuvų rūšį – Latimeria menadoensis. Remiantis genetiniais tyrimais, šios rūšys atsiskyrė prieš 30-40 milijonų metų, tačiau skirtumai tarp jų nedideli.
2. Ginkgo biloba.
Gamtoje šis augalas auga tik Rytų Kinijoje. Tačiau prieš 200 milijonų metų jis buvo paplitęs visoje planetoje, ypač šiauriniame pusrutulyje, vidutinio klimato ir didelės drėgmės zonose. Juros ir ankstyvosios kreidos periodo Sibire buvo tiek daug ginkmedžių klasės augalų, kad jų liekanos randamos daugumoje tų laikotarpių telkinių. Tyrėjų teigimu, to meto rudenį žemė tiesiogine to žodžio prasme buvo padengta ginkmedžio lapais, tarsi kilimas.
3. Mažasis elnias, arba kančilas, yra ne tik mažiausia (jo ūgis ties ketera ne didesnis kaip 25 centimetrai, o didžiausias svoris – apie 2,5 kilogramo), bet ir seniausia artiodaktilų rūšis Žemėje. Šie gyvūnai egzistavo prieš 50 milijonų metų, kaip tik tada, kai pradėjo formuotis senovės kanopinių žvėrių būriai. Nuo to laiko kančila išliko beveik nepakitusi ir labiau nei kitos rūšys primena savo senovės protėvius.
4. Misisipės vėžiagyviai.
Į aligatorius panaši žuvis, Misisipės vėžiagyviai yra viena seniausių šiandien gyvenančių žuvų Žemėje. Mezozojaus eroje jo protėviai gyveno daugelyje vandens telkinių. Šiandien Misisipės vėžiagyviai gyvena žemutiniame Misisipės upės slėnyje, taip pat kai kuriuose JAV gėlo vandens ežeruose.
Šie maži gėlavandeniai vėžiagyviai laikomi seniausiais gyviais, šiandien gyvenančiais Žemėje. Šios rūšies atstovai beveik nepasikeitė nuo triaso laikotarpio. Tuo metu dinozaurai ką tik pasirodė. Šiandien šie gyvūnai gyvena beveik visuose žemynuose, išskyrus Antarktidą. Tačiau Triops cancriformis rūšis labiausiai paplitusi Eurazijoje.
6. Metasequoia glyptostroboides.
Šie spygliuočiai buvo plačiai paplitę visame Šiaurės pusrutulyje nuo kreidos iki neogeno. Tačiau šiandien metasekvoją gamtoje galima pamatyti tik centrinėje Kinijoje, Hubėjaus ir Sičuano provincijose.
7. Goblinų ryklys.
Mitsukurina gentis, kuriai priklauso ši ryklių rūšis, pirmą kartą tapo žinoma per vidurio eoceną (maždaug prieš 49-37 mln. metų) datuojamas fosilijas. Vienintelė gyva šios genties rūšis – goblinų ryklys, gyvenantis Atlanto ir Indijos vandenynuose, išlaikė kai kuriuos primityvius senovės giminaičių bruožus ir šiandien yra gyva fosilija.
Klausimai po § 61
1. Kas yra makroevoliucija? Kas bendro tarp makro ir mikroevoliucijos?
Atsakymas. Makroevoliucija yra viršspecifinė evoliucija, priešingai nei mikroevoliucija, kuri vyksta rūšies viduje, jos populiacijose. Tačiau esminių skirtumų tarp šių procesų nėra, nes makroevoliuciniai procesai yra pagrįsti mikroevoliuciniais. Makroevoliucijoje veikia tie patys veiksniai – kova už būvį, natūrali atranka ir su tuo susijęs išnykimas. Makroevoliucija, kaip ir mikroevoliucija, yra skirtingo pobūdžio.
Makroevoliucija vyksta per istoriškai didelius laikotarpius, todėl ji yra neprieinama tiesioginiam tyrimui. Nepaisant to, mokslas turi daug įrodymų, rodančių makroevoliucinių procesų tikrovę.
2. Kokius makroevoliucijos įrodymus pateikia paleontologiniai duomenys? Pateikite pereinamųjų formų pavyzdžių.
Atsakymas. Paleontologija tiria išnykusių organizmų iškastines liekanas ir nustato jų panašumus bei skirtumus su šiuolaikiniais organizmais. Paleontologiniai duomenys leidžia pažinti praeities florą ir fauną, rekonstruoti išnykusių organizmų išvaizdą, atrasti sąsajas tarp senovės ir šiuolaikinių floros ir faunos atstovų.
Įtikinamų įrodymų apie organinio pasaulio pokyčius laikui bėgant pateikia skirtingų geologinių epochų žemės sluoksnių iškastinių liekanų palyginimas. Tai leidžia mums nustatyti skirtingų organizmų grupių kilmės ir vystymosi seką. Pavyzdžiui, seniausiuose sluoksniuose randama bestuburių gyvūnų rūšių atstovų liekanų, o vėlesniuose – chordatų liekanų. Dar jaunesniuose geologiniuose sluoksniuose yra gyvūnų ir augalų liekanų, priklausančių rūšims, panašioms į šiuolaikines.
Paleontologiniai duomenys suteikia daug medžiagos apie nuoseklius ryšius tarp įvairių sisteminių grupių. Kai kuriais atvejais buvo galima nustatyti pereinamąsias formas tarp senovės ir šiuolaikinių organizmų grupių, kitais - atkurti filogenetines serijas, tai yra, rūšių serijas, kurios paeiliui pakeičia viena kitą.
Šiaurės Dvinos pakrantėje rasta laukinių dantukų roplių grupė. Jie sujungė žinduolių ir roplių savybes. Gyvūninių dantų ropliai yra panašūs į žinduolius kaukolės, stuburo ir galūnių sandara, taip pat dantų skirstymu į iltis, smilkinius ir krūminius dantis.
Archeopterikso atradimas kelia didelį susidomėjimą evoliuciniu požiūriu. Šis balandžio dydžio gyvūnas turėjo paukščio savybių, tačiau išlaikė ir roplių bruožus. Paukščių požymiai: užpakalinės galūnės su tarsu, plunksnų buvimas, bendra išvaizda. Roplių požymiai: ilga uodegos slankstelių eilė, pilvo šonkauliai ir dantų buvimas. Archeopteriksas negali būti geras skrajūnas, nes jo krūtinkaulis (be kilio), krūtinės raumenys ir sparnų raumenys yra prastai išvystyti. Stuburas ir šonkauliai nebuvo standi skeleto sistema, kuri skrendant buvo stabili, kaip šiuolaikiniams paukščiams. Archeopteriksą galima laikyti pereinamąja forma tarp roplių ir paukščių. Pereinamosios formos vienu metu sujungia ir senovės, ir labiau evoliuciškai jaunesnių grupių ypatybes. Kitas pavyzdys yra ichtiostegas, pereinamoji forma tarp gėlavandenių skiltinių žuvų ir varliagyvių.
3. Kokia filogenetinių eilučių atkūrimo reikšmė?
Atsakymas. Filogenetinė serija. Daugeliui gyvūnų ir augalų grupių paleontologai sugebėjo atkurti nuolatinę formų seriją nuo senovės iki šiuolaikinių, atspindinčių jų evoliucinius pokyčius. Rusų zoologas V. O. Kovalevskis (1842–1883) atkūrė filogenetinę arklių seriją. Arkliams, perėjus prie greito ir ilgo bėgimo, sumažėjo kojų pirštų skaičius ant galūnių ir tuo pačiu padidėjo gyvūno dydis. Šie pokyčiai atsirado dėl arklio gyvenimo būdo pokyčių, kurie perėjo prie šėrimo tik augmenija, kurios ieškant reikėjo keliauti didelius atstumus. Manoma, kad visos šios evoliucinės transformacijos užtruko 60–70 milijonų metų.
Filogenetinių serijų, sudarytų remiantis paleontologijos, lyginamosios anatomijos ir embriologijos duomenimis, tyrimas yra svarbus tolesniam bendrosios evoliucijos teorijos vystymui, natūralios organizmų sistemos kūrimui ir evoliucijos paveikslo atkūrimui. specifinė sisteminė organizmų grupė. Šiuo metu, kurdami filogenetines serijas, mokslininkai vis dažniau naudoja duomenis iš tokių mokslų kaip genetika, biochemija, molekulinė biologija, biogeografija, etologija ir kt.
Viena geriausiai žinomų ir geriausiai ištirtų yra filogenetinė šiuolaikinių vienapirščių kanopinių gyvūnų serija. Keli paleontologiniai radiniai ir nustatytos pereinamosios formos sukuria šios serijos mokslinių įrodymų bazę. Arklio filogenetinė serija, kurią dar 1873 m. aprašė rusų biologas Vladimiras Onufrijevičius Kovalevskis, šiandien išlieka evoliucinės paleontologijos „piktograma“.
Evoliucija per šimtmečius
Evoliucijos metu filogenetinės serijos yra nuoseklios pereinamosios formos, kurios paskatino šiuolaikinių rūšių susidarymą. Remiantis nuorodų skaičiumi, serija gali būti išsami arba dalinė, tačiau nuoseklių pereinamųjų formų buvimas yra būtina jų aprašymo sąlyga.
Arklio filogenetinė serija yra laikoma evoliucijos įrodymu būtent dėl tokių nuoseklių formų, kurios pakeičia viena kitą. Paleontologinių radinių gausa suteikia jam didelį patikimumo laipsnį.
Filogenetinių serijų pavyzdžiai
Arklių eilė nėra vienintelė iš aprašytų pavyzdžių. Filogenetinė banginių ir paukščių serija buvo gerai ištirta ir yra labai patikima. Ir prieštaringa mokslo sluoksniuose ir dažniausiai naudojama įvairiose populistinėse užuominose yra filogenetinė šiuolaikinių šimpanzių ir žmonių serija. Ginčai dėl čia trūkstamų tarpinių grandžių tęsiasi mokslo bendruomenėje. Tačiau kad ir kiek požiūrių būtų, filogenetinių serijų, kaip organizmų evoliucinio prisitaikymo prie kintančių aplinkos sąlygų įrodymų, svarba išlieka neginčijama.
Ryšys tarp žirgų evoliucijos ir aplinkos
Daugybė paleontologų tyrimų patvirtino O. V. Kovalevskio teoriją apie glaudų arklių protėvių skeleto pokyčių ryšį su aplinkos pokyčiais. Besikeičiantis klimatas lėmė miškų plotų mažėjimą, o šiuolaikinių vienapirščių kanopinių žvėrių protėviai prisitaikė prie gyvenimo sąlygų stepėse. Greito judėjimo poreikis išprovokavo galūnių pirštų struktūros ir skaičiaus pokyčius, skeleto ir dantų pokyčius.
Pirmoji grandinės grandis
Ankstyvajame eocene, daugiau nei prieš 65 milijonus metų, gyveno pirmasis šiuolaikinio arklio protėvis. Tai „žemas arklys“ arba Eohippus, kuris buvo šuns dydžio (iki 30 cm), gulėjo ant visos galūnės pėdos, kuri turėjo keturis (priekinius) ir tris (galinius) pirštus su mažomis kanopomis. Eohippus maitinosi ūgliais ir lapais ir turėjo gumbinius dantis. Ruda spalva ir reti plaukai ant mobilios uodegos - tai tolimas arklių ir zebrų protėvis Žemėje.
Tarpiniai produktai
Maždaug prieš 25 milijonus metų planetoje pasikeitė klimatas, o stepių platybės pradėjo keisti miškus. Miocene (prieš 20 mln. metų) atsirado mezohipai ir parahipai, panašesni į šiuolaikinius arklius. O pirmuoju žolėdžiu protėviu filogenetinėje arklio serijoje laikomi Merikhippus ir Pliohippus, kurie į gyvenimo areną pateko prieš 2 milijonus metų. Hipparion - paskutinė trijų pirštų nuoroda
Šis protėvis gyveno miocene ir pliocene Šiaurės Amerikos, Azijos ir Afrikos lygumose. Šis tripirštis arklys, panašus į gazelę, dar neturėjo kanopų, bet galėjo greitai bėgti, valgė žolę ir būtent ji užėmė didžiules teritorijas.
Vienapirštis arklys – pliohyppus
Šie vieno piršto atstovai pasirodo prieš 5 milijonus metų tose pačiose teritorijose kaip ir hiparionai. Keičiasi aplinkos sąlygos – dar labiau sausėja, smarkiai plečiasi stepės. Štai čia vienas pirštas pasirodė esąs svarbesnis išlikimo ženklas. Šie arkliai buvo iki 1,2 metro aukščio ties ketera, turėjo 19 porų šonkaulių ir stiprius kojų raumenis. Jų dantys įgauna ilgus vainikus ir emalio raukšles su išvystytu cemento sluoksniu.
Žirgas mes pažįstamas
Šiuolaikinis arklys, kaip paskutinis filogenetinės serijos etapas, atsirado neogeno pabaigoje, o paskutiniojo ledynmečio pabaigoje (maždaug prieš 10 tūkst. metų) Europoje ir Azijoje jau ganėsi milijonai laukinių arklių. Nors primityvių medžiotojų pastangos ir ganyklų mažinimas laukinį arklį pavertė retenybe jau prieš 4 tūkstančius metų. Tačiau du jo porūšiai – tarpanas Rusijoje ir Prževalskio arklys Mongolijoje – sugebėjo išsilaikyti daug ilgiau nei visi kiti.
Laukiniai arkliai
Šiandien tikrų laukinių arklių praktiškai neliko. Rusų tarpanas laikomas išnykusia rūšimi, o Prževalskio arklys natūraliomis sąlygomis nepasitaiko. Laisvai besiganančios arklių bandos yra laukinės prijaukintos formos. Nors tokie arkliai greitai grįžta į laukinį gyvenimą, jie vis tiek skiriasi nuo tikrai laukinių arklių.
Jie turi ilgus karčius ir uodegas ir yra įvairių spalvų. Išskirtinai Dun Przewalskio arkliai ir pelės tarpanai turi apkirptus kirpčiukus, karčius ir uodegas.
Centrinėje ir Šiaurės Amerikoje laukinius arklius visiškai išnaikino indėnai ir jie ten pasirodė tik atvykus europiečiams XV amžiuje. Laukiniai konkistadorų žirgų palikuonys sukėlė daugybę mustangų bandų, kurių skaičius šiandien kontroliuojamas šaudant.
Be mustangų, Šiaurės Amerikoje yra dvi laukinių salų ponių rūšys – Assateague ir Sable salose. Pusiau laukinės Camargue arklių bandos aptinkamos Prancūzijos pietuose. Kai kurių laukinių ponių taip pat galima rasti Didžiosios Britanijos kalnuose ir tyruose.
Mūsų mėgstamiausi žirgai
Žmogus prisijaukino arklį ir išvedė daugiau nei 300 jo veislių. Nuo sunkiasvorių iki miniatiūrinių ponių ir gražių lenktyninių žirgų. Rusijoje auginama apie 50 arklių veislių. Garsiausias iš jų yra Oryol ristūnas. Išskirtinai baltas kailis, puikus risčia ir vikrumas – šias savybes taip vertino šios veislės įkūrėju laikomas grafas Orlovas.
