Moderna nauka ima mnogo činjenica koje dokazuju postojanje evolucijskog procesa. To su podaci iz biohemije, genetike, embriologije, anatomije, sistematike, biogeografije, paleontologije i mnogih drugih disciplina.
Dokaz o jedinstvu porijekla organskog svijeta. Svi organizmi, bilo da su virusi, bakterije, biljke, životinje ili gljive, imaju izuzetno sličan elementarni hemijski sastav. U svima njima posebno važnu ulogu u životnim pojavama imaju proteini i nukleinske kiseline, koje su građene po jednom principu i od sličnih komponenti. Posebno je važno naglasiti da se visok stepen sličnosti nalazi ne samo u strukturi bioloških molekula, već iu načinu njihovog funkcionisanja. Principi genetskog kodiranja, biosinteze proteina i nukleinskih kiselina (vidi § 14-16) isti su za sva živa bića. Velika većina organizama koristi ATP kao molekule za skladištenje energije; mehanizmi za razgradnju šećera i osnovni energetski ciklus ćelije su takođe isti.
Većina organizama ima ćelijsku strukturu.Ćelija je osnovna "građevina" života. Njegova struktura i funkcioniranje su vrlo slični u različitim organizmima. Ćelijska dioba - mitoza, au zametnim stanicama - mejoza - odvija se u osnovi na isti način kod svih eukariota.
Izuzetno je malo vjerovatno da su takve nevjerojatne sličnosti u strukturi i funkcioniranju živih organizama bile rezultat slučajne slučajnosti. To je rezultat njihovog zajedničkog porijekla.
Embriološki dokazi za evoluciju. Embriološki podaci govore u prilog evolucionom poreklu organskog sveta.
Ruski naučnik Karl Baer (1792-1876) otkrio je zapanjujuće sličnosti između embriona različitih kralježnjaka. Napisao je: „Zameci sisara, ptica, guštera i zmija izuzetno su slični jedni drugima u najranijim fazama, kako općenito, tako i po načinu razvoja pojedinih dijelova. Imam dva mala embriona sačuvana u alkoholu, koje sam zaboravio označiti, a sada potpuno ne mogu reći kojoj klasi pripadaju. Možda su ovo gušteri, možda su male ptice, a možda su jako mali sisavci, pa je velika sličnost u građi glave i tijela ovih životinja. Međutim, ovi embriji još nemaju udove. Ali čak i da su u najranijim fazama svog razvoja, ni tada ne bismo znali ništa, jer se iz istog osnovnog oblika razvijaju noge guštera i sisara, krila i noge ptica i ruke i noge čovjeka. .
Rice. 52. Sličnost početnih faza embrionalnog razvoja kičmenjaka
U kasnijim fazama razvoja povećavaju se razlike između embriona i pojavljuju se znaci klase, reda i porodice (Sl. 52). Charles Darwin je smatrao da je sličnost ranih faza ontogeneze kod različitih predstavnika velikih svojti pokazatelj njihovog porijekla kroz evoluciju od zajedničkih predaka. Moderna otkrića u oblasti razvojne genetike potvrdila su Darvinovu hipotezu. Pokazalo se, na primjer, da su najvažniji procesi rane ontogeneze kod svih kralježnjaka kontrolirani istim geni. Štaviše, mnogi od ovih regulatornih gena nalaze se i u beskičmenjacima (crvi, mekušci i člankonošci). Slika 53 prikazuje regione aktivnosti gena porodice Hox tokom formiranja nervnog sistema kod Drosophila i miševa. Posljednji zajednički predak ove dvije životinjske vrste postojao je prije više od 500 miliona godina. Unatoč tome, kod miša i Drosophile, ne samo da su sami regulatorni geni ostali uglavnom nepromijenjeni, već i redoslijed njihovog rasporeda u hromozomima, redoslijed njihovog uključivanja u ontogenezu i relativni položaj regija u razvoju nervnog sistema. sistema u kojem su ovi geni aktivni.
Rice. 53. Poređenje regiona aktivnosti gena koji kontrolišu razvoj nervnog sistema kod Drosophila i miševa
Morfološki dokazi evolucije. Posebnu vrijednost za dokazivanje jedinstva porijekla organskog svijeta imaju oblici koji kombinuju karakteristike nekoliko velikih sistematskih jedinica. Postojanje ovakvih međuoblika ukazuje da su u prethodnim geološkim erama živjeli organizmi koji su bili preci nekoliko sistematskih grupa. Jasan primjer za to je jednoćelijski organizam Euglena verida. Istovremeno ima karakteristike tipične za biljke (hloroplasti, sposobnost korištenja ugljičnog dioksida) i za protozoe (flagele, oko osjetljivo na svjetlost, pa čak i privid otvora za usta).
Lamarck je također uveo podjelu životinja na kralježnjake i beskičmenjake. Dugo vremena nisu pronađene poveznice između njih, sve dok istraživanje domaćeg naučnika A. O. Kovalevskog nije uspostavilo vezu između ovih grupa životinja. A. O. Kovalevsky je dokazao da se tipični beskičmenjak na prvi pogled - sjedeći ascidijan - razvija iz larve koja slobodno pliva. Ima notohordu i vrlo je sličan lanceti, predstavniku za koga se tada vjerovalo da je kralježnjak. Na osnovu ovakvih istraživanja, cijela grupa životinja, kojoj su pripadali ascidijani, dodana je kralježnjacima i ova vrsta je dobila naziv hordati.
Veza između različitih klasa životinja također dobro ilustruje njihovo zajedničko porijeklo. Oviparne životinje (na primjer, ehidna i platipus) su posredni između gmazova i sisara po brojnim karakteristikama svoje organizacije.
Građa prednjih udova nekih kralježnjaka (Sl. 54), na primjer, peraja kita, delfina, krtičina šapa, krilo šišmiša, krokodilova šapa, ptičje krilo, ljudska ruka, uprkos performansama potpuno različite funkcije ovih organa, u osnovi je sličan. Neke kosti u skeletu udova mogu biti odsutne, druge mogu biti srasle, relativne veličine kostiju se mogu mijenjati, ali je njihova homologija, odnosno sličnost na osnovu zajedničkog porijekla, potpuno očigledna. Homologni su oni organi koji se razvijaju iz istih embrionalnih rudimenata na sličan način.
Rice. 54. Homologija prednjih udova kičmenjaka
Neki organi ili njihovi dijelovi ne funkcioniraju kod odraslih životinja i za njih su suvišni - to su takozvani rudimentni organi ili rudimenti. Prisustvo rudimenata, kao i homolognih organa, također je dokaz zajedničkog porijekla. Ružne oči nalaze se kod potpuno slijepih životinja koje vode podzemni način života. Kostur zadnjih udova kita, skriven unutar tijela, je rudiment koji ukazuje na kopneno porijeklo njegovih predaka. Ljudi takođe imaju tragične organe. To su mišići koji pokreću ušnu školjku, rudiment trećeg očnog kapka ili tzv.
Paleontološki dokazi evolucije. Razvoj, na primjer, hordata odvijao se u fazama. Prvo su nastali niži hordati, zatim su se s vremenom pojavile ribe, vodozemci i gmazovi. Od gmizavaca nastaju sisari i ptice. U zoru svog evolucijskog razvoja, sisari su bili zastupljeni malim brojem vrsta, dok su gmazovi procvali. Kasnije se broj vrsta sisara i ptica naglo povećava, a većina vrsta gmizavaca nestaje. Dakle, paleontološki podaci ukazuju na promjenu oblika životinja i biljaka tijekom vremena.
U nekim slučajevima paleontologija ukazuje na uzroke evolucijskih transformacija. Evolucija konja je zanimljiva u tom pogledu. Moderni konji potječu od malih svejednih predaka koji su živjeli prije 60-70 miliona godina u šumama i imali udove s pet prstiju. Klimatske promjene na Zemlji, koje su rezultirale smanjenjem šumskih površina i povećanjem veličine stepa, dovele su do činjenice da su preci modernih konja počeli razvijati novo stanište - stepe. Potreba za zaštitom od grabežljivaca i kretanje na velike udaljenosti u potrazi za dobrim pašnjacima dovela je do transformacije udova - smanjenja broja falangi na jednu (Sl. 55). Paralelno s promjenom udova, dogodila se transformacija cijelog organizma: povećanje veličine tijela, promjena oblika lubanje i složenije strukture zuba, pojava probavnog trakta karakterističnog za biljojede. sisari, i još mnogo toga.
Rice. 55. Istorijski niz promjena u strukturi prednjeg uda konja
Kao rezultat promjena vanjskih uvjeta pod utjecajem prirodne selekcije, došlo je do postupne transformacije malih petoprstih svaštojeda u velike biljojede. Najbogatiji paleontološki materijal jedan je od najuvjerljivijih dokaza o evolucijskom procesu koji se odvija na našoj planeti više od 3 milijarde godina.
Biogeografski dokazi za evoluciju. Jasan pokazatelj evolucijskih promjena koje su se dogodile i koje su u toku je distribucija životinja i biljaka po površini naše planete. Čak iu eri velikih geografskih otkrića, putnici i prirodoslovci bili su zadivljeni raznolikošću životinja u dalekim zemljama i posebnostima njihove distribucije. Međutim, samo je A. Wallace uspio sve informacije uvesti u sistem i identificirati šest biogeografskih regija (Sl. 56): 1) Paleoarktik, 2) Neoarktik (Paleoarktička i neoarktička zona se često kombinuju u Holarktičku regiju), 3) Indo -malajski, 4) etiopski, 5) neotropski i 6) australijski.
Rice. 56. Karta biogeografskih zona
Poređenje životinjskog i biljnog svijeta različitih zona pruža bogat naučni materijal za dokazivanje evolucijskog procesa. Fauna i flora paleoarktičkih (evroazijskih) i neoarktičkih (sjevernoameričkih) regija, na primjer, imaju mnogo zajedničkog. To se objašnjava činjenicom da je u prošlosti između ovih područja postojao kopneni most - Beringova prevlaka. Neoarktički i neotropski region, naprotiv, imaju malo zajedničkih karakteristika, iako ih trenutno povezuje Panamska prevlaka. To se objašnjava izolacijom Južne Amerike nekoliko desetina miliona godina. Nakon Panamskog mosta, samo nekoliko južnoameričkih vrsta uspjelo je prodrijeti na sjever (dikobraz, armadillo, oposum). Sjevernoameričke vrste bile su nešto uspješnije u kolonizaciji južnoameričke regije. Lame, jeleni, lisice, vidre i medvjedi ušli su u Južnu Ameriku, ali nisu imali značajan utjecaj na njen jedinstveni sastav vrsta.
Fauna australske regije je zanimljiva i jedinstvena. Poznato je da se Australija odvojila od Južne Azije i prije pojave viših sisara.
Dakle, rasprostranjenost životinjskih i biljnih vrsta na površini planete i njihovo grupiranje u biogeografske zone odražavaju proces istorijskog razvoja Zemlje i evolucije živih bića.
Ostrvo fauna i flora. Za razumijevanje evolucijskog procesa, od interesa su fauna i flora otoka. Sastav njihove faune i flore u potpunosti zavisi od istorije nastanka ostrva. Ostrva mogu biti kontinentalnog porijekla, odnosno mogu biti rezultat odvajanja dijela kopna, ili okeanskog (vulkanskog i koralnog).
Ostrva kopna karakterizira fauna i flora po sastavu slična kopnu. Međutim, što je ostrvo starije i što je vodena barijera značajnija, to je više razlika. Britanska ostrva su se tek nedavno odvojila od Evrope i imaju faunu identičnu onoj u Evropi. Na dugo odvojenim ostrvima, proces divergencije vrsta ide mnogo dalje. Na Madagaskaru, na primjer, nema velikih kopitara tipičnih za Afriku: bikova, antilopa, nosoroga, zebri. Nema velikih grabežljivaca (lavovi, leopardi, hijene), niti velikih majmuna (babuni, majmuni). Međutim, postoje mnogi niži primati - lemuri - koji se ne nalaze nigdje drugdje.
Sasvim drugačija slika otkriva se pri ispitivanju faune oceanskih otoka. Njihov sastav vrsta je veoma loš. Na većini ovih ostrva nedostaju kopneni sisari i vodozemci, koji nisu u stanju da savladaju značajne vodene prepreke. Cijela fauna oceanskih otoka rezultat je slučajnog ulaska određenih vrsta, obično ptica, gmizavaca i insekata. Predstavnici takvih vrsta koji se nađu na okeanskim otocima dobivaju široke mogućnosti za razmnožavanje. Na primjer, na otocima Galapagos, od 108 vrsta ptica, 82 su endemične (odnosno, ne nalaze se nigdje drugdje), a svih 8 vrsta gmazova karakteristično je samo za ova ostrva. Na Havajskim otocima pronađen je veliki izbor puževa, od kojih 300 endemskih vrsta pripada jednom rodu.
Ogroman broj raznolikih biogeografskih činjenica ukazuje da su karakteristike distribucije živih bića na planeti usko povezane s transformacijom zemljine kore i evolucijskim promjenama vrsta.
Molekularni dokazi evolucije. Trenutno je gotovo završeno potpuno dešifriranje ljudskog genoma (ukupnosti svih gena) i genoma brojnih životinja, biljaka i mikroorganizama. Kompletan niz nukleotida u DNK poznat je po ogromnom broju vrsta živih organizama. Upoređivanje ovih sekvenci daje nove tragove za lozu života na Zemlji.
Mnoge mutacije su supstitucije jednog nukleotida drugim. Mutacije se obično javljaju tokom replikacije DNK (vidi § 14). Iz toga slijedi da što je više generacija prošlo od divergencije dvije vrste od zajedničkog pretka, to je više slučajnih nukleotidnih supstitucija trebalo akumulirati u genomima ovih ćerki vrsta. Zajednički predak ljudi i čimpanzi postojao je prije oko pet miliona godina, a zajednički predak ljudi i miševa postojao je prije više od 80 miliona godina. Kada uporedimo nukleotidne sekvence gena, kao što je gen beta-globina, vidimo da postoji mnogo manja razlika između gena ljudi i čimpanzi nego između gena ljudi (ili čimpanza) i miševa.
Kvantifikacija ovih razlika omogućava da se konstruiše porodično stablo koje pokazuje srodnost različitih taksona (vrsta, redova, porodica, klasa) i odredi relativno vreme njihove divergencije. U osnovi, ovo drvo se poklapa sa onima koji su izgrađeni na osnovu morfoloških, embrioloških i paleontoloških podataka. Međutim, u nekim slučajevima se otkrivaju iznenađujuće stvari. Pokazalo se da su kitovi i artiodaktili mnogo bliži rođaci od artiodaktila i kopitara. Afrička zlatna krtica filogenetski je bliža slonu nego našim krticama. Moderne metode molekularne genetike omogućavaju analizu gena ne samo živih organizama, već i davno izumrlih vrsta, koristeći tragove DNK u fosilnim ostacima. Ovo pomaže u praćenju evolucijskih puteva života na Zemlji.
- 0 o čemu svjedoče sljedeće činjenice: slična organizacija molekularnih procesa u svim organizmima koji žive na Zemlji; prisustvo srednjih oblika i rudimentarnih organa? Obrazložite svoj odgovor.
- Flora i fauna Severne Amerike i Evroazije su slične, ali se flora i fauna Severne i Južne Amerike veoma razlikuju. Kako objašnjavate ove činjenice?
- Obično su endemske vrste (koje se ne nalaze nigdje drugdje na svijetu) prilično česte na otocima. Kako se ovo može objasniti?
- Fosilna životinja, Archeopteryx, imala je karakteristike ptice i gmizavaca. Procijenite ovu činjenicu sa naučne tačke gledišta.
Čarls Darvin je dokazao istorijski razvoj žive prirode, ali se u narednim godinama nastavilo prikupljanje direktnih i indirektnih dokaza evolucije.
Filogenetska serija
Izuzetna dostignuća u prikupljanju direktnih dokaza o evoluciji pripadaju domaćim naučnicima, prvenstveno V. O. Kovalevskom. Radovi V. O. Kovalevskog bili su prvi paleontološki studije koje su mogle pokazati da neke vrste potječu od drugih.
Proučavajući povijest razvoja konja, V. O. Kovalevsky je pokazao da moderne jednoprste životinje potječu od malih petoprstih svejednih predaka koji su živjeli prije 60-70 milijuna godina u šumama. Klimatske promjene na Zemlji, koje su rezultirale smanjenjem šumskih površina i povećanjem veličine stepa, dovele su do činjenice da su preci modernih konja počeli razvijati novo stanište - stepe. Potreba za zaštitom od grabežljivaca i kretanje na velike udaljenosti u potrazi za dobrim pašnjacima dovela je do transformacije udova - smanjenja broja falangi na jednu (Sl. 14). Paralelno s promjenom udova, dogodila se transformacija cijelog organizma: povećanje veličine tijela, promjena oblika lubanje i složenije strukture zuba, pojava probavnog trakta karakterističnog za biljojede. sisari, i još mnogo toga.
Rice. 14. Transformacija udova predaka konja sa petoprstih u troprste, a zatim u jednoprste. Poslednji ud je savremeni konj.
V. O. Kovalevsky je otkrio uzastopne serije fosilnih formi konja, čija se evolucija odvijala u naznačenim smjerovima. Takve serije vrsta koje sukcesivno zamjenjuju jedna drugu nazivaju se filogenetski i ukazuju na postojanje evolutivnog procesa.
Prelazni oblici
Utvrđivanje činjenice postepenog evolucionog razvoja u linijama niskog sistematskog ranga (serija fosilnih konja, slonova, mekušaca) pokazalo je postojanje kontinuiteta između modernih i fosilnih vrsta. Nesposobni da opovrgnu ove činjenice, protivnici evolucijske teorije su tvrdili da sistematske grupe višeg ranga nisu mogle proizaći jedna od druge, već su bile rezultat odvojenog čina stvaranja. Stoga su fosilni oblici koji kombinuju karakteristike drevnih i mlađih grupa visokog sistematskog ranga od posebnog interesa. Takvi oblici se nazivaju prelazni. Primjer za to su ribe s režnjevima, koje povezuju ribu s četveronožnim vodozemcima koji su došli na kopno; sjemenke paprati - prijelazna grupa između paprati i golosjemenjača, itd.
Postojanje prelaznih oblika između različitih tipova, klasa, redova pokazuje da je postupnost istorijskog razvoja karakteristična ne samo za niže, već i za više sistematske kategorije.
Homologni i slični organi, rudimenti i atavizmi
Komparativna anatomska istraživanja su pokazala da struktura prednjih udova nekih kralježnjaka, na primjer, peraja kita, šape krtice, krokodila, krila ptice, šišmiša i ljudske ruke, uprkos tome što su u potpunosti različite funkcije, slične su po osnovnim strukturnim karakteristikama. Neke kosti u skeletu udova mogu biti odsutne, druge mogu biti srasle, relativne veličine kostiju mogu varirati, ali homologija, odnosno sličnost zasnovana na zajedničkom porijeklu je potpuno očigledna. Homologni su oni organi koji se razvijaju iz istih embrionalnih rudimenata na sličan način (slika 15).
Prisustvo homolognih organa u organizmima različitih grupa (klase, porodice itd.) omogućava da se utvrdi stepen međusobne povezanosti i da se prati njihova evolucija. Modifikacija organa koji imaju zajedničko porijeklo objašnjava se divergencijom na osnovu strukture datog organa u vezi sa adaptacijom na okolinu.
Ne ukazuje svaka sličnost između organa na njihov odnos. Krilo leptira i krilo ptice obavljaju sličnu funkciju, ali je njihova struktura potpuno drugačija. Sličnost je uzrokovana načinom života, prilagođavanjem na let, koji su nastali nezavisno jedan od drugog kod leptira i ptica, a ne srodnim porijeklom ovih oblika. Organi koji imaju vanjsku sličnost, uzrokovanu sličnim prilagodbama na slične životne uvjete, ali različitu strukturu, nazivaju se analognim. Slična tela nastao
Rice. 15. Sličnost u građi prednjih udova majmuna, šišmiša, foke i konja ukazuje na njihovo porijeklo od jednog oblika predaka ili kao rezultat konvergencija- konvergenciju karaktera i ne ukazuju na vezu između organizama.
Rice. 16. Konvergencija u obliku tijela kod sisara koji skaču.
Neki organi ili njihovi dijelovi ne funkcioniraju kod odraslih životinja i za njih su suvišni - to jest ostaci organa, ili rudimenti. Prisustvo rudimenata, kao i homolognih organa, ukazuje na zajedničko porijeklo živih oblika. Zadnji udovi kita, skriveni unutar tijela, ostatak su koji dokazuje kopneno porijeklo njegovih predaka. Kod ljudi su poznati i rudimentarni organi: mišići koji pokreću ušnu školjku, rudiment trećeg očnog kapka itd.
Kod nekih organizama, vestigialni organi se mogu razviti u organe normalne veličine. Takav povratak strukturi organa predaka naziva se atavizam. Među hiljadama jednoprstih konja povremeno se nalaze jedinke koje imaju mala kopita drugog i četvrtog prsta. Poznati su slučajevi pojave atavističkih znakova kod ljudi: rađanje djece s primarnom dlakom, sa dugim repom itd. Pojava atavizama ukazuje na moguću strukturu određenog organa u oblicima predaka.
Sličnosti u embrionalnom razvoju kičmenjaka
Činjenica jedinstva porijekla živih organizama utvrđena je na osnovu embrioloških studija. Sve višećelijske životinje razvijaju se iz jednog oplođenog jajeta. U procesu individualnog razvoja prolaze kroz faze fragmentacije, formiranja dvoslojnih i troslojnih embrija i formiranja organa iz zametnih listova. Sličnost embrionalnog razvoja životinja ukazuje na jedinstvo njihovog porijekla.
Sličnost embrionalnih faza se s posebnom jasnoćom pojavljuje unutar pojedinačnih tipova i klasa. Dakle, u ranim fazama razvoja, embrioni kralježnjaka (ribe, gušteri, zečevi, ljudi) pokazuju upadljivu sličnost: svi imaju glavu, trup i kaudalni dio, rudimente udova i rudimente škrga na bočnim stranama. telo (slika 17).
Kako se embrioni razvijaju, razlike postaju sve izraženije. Štaviše, prvo se pojavljuju znakovi klase kojoj embriji pripadaju, zatim znakovi reda, a u još kasnijim fazama - znakovi roda i vrste. Ovaj obrazac u razvoju embriona ukazuje na njihov odnos, porijeklo iz jednog debla, koje se tokom evolucije razbilo na mnoge grane.
Biogenetski zakon
Na osnovu navedenog, kao i mnogih drugih činjenica, njemački naučnici F. Müller i E. Haeckel u drugoj polovini 19. stoljeća. uspostavio zakon odnosa ontogeneze, koji je nazvan biogenetički zakon. Prema ovom zakonu, svaki pojedinac u individualnom razvoju (ontogeneza) ponavlja istoriju razvoja svoje vrste (filogeneza), ili, ukratko, ontogeneza je kratko ponavljanje filogeneze.
Međutim, u kratkom periodu individualnog razvoja, pojedinac ne može ponoviti sve faze evolucije koje su se odvijale hiljadama ili milionima godina. Stoga se ponavljanje faza istorijskog razvoja vrste u embrionalnom razvoju dešava u komprimovanom obliku, uz gubitak niza faza.
Rice. 17. Sličnost početnih faza ontogeneze kralježnjaka ukazuje na srodnost i ukazuje na stadijume koji su prošli kroz proces filogeneze
Osim toga, embriji ne liče na odrasle oblike svojih predaka, već na njihove embrije. Dakle, u ontogenezi sisara i riba postoji faza u kojoj se u embrionima formiraju škržni lukovi. U ribljem embrionu, na osnovu ovih lukova, formira se respiratorni organ - škržni aparat. U ontogenezi sisara ne ponavlja se struktura škržnog aparata odraslih riba, već struktura škržnog aparata embrija, na osnovu koje se kod sisara razvijaju potpuno različiti organi (hrskavice larinksa i traheje). Istraživanje akademika A. N. Severtsova odigralo je izuzetnu ulogu u razvoju teorije ontogeneze. On je dokazao da su promjene u istorijskom razvoju uzrokovane promjenama u toku embrionalnog razvoja. Nasljedne promjene utiču na sve faze životnog ciklusa, uključujući i embrionalni period. Mutacije koje nastaju tokom razvoja embrija, u pravilu, remete interakcije u tijelu i dovode do njegove smrti. Međutim, male mutacije mogu se pokazati korisnima i onda će biti sačuvane prirodnom selekcijom. Oni će se prenijeti na potomstvo i uključiti u historijski razvoj, utječući na njegov tok.
Biogeografski dokazi za evoluciju
Poređenje faune i flore različitih kontinenata. Jasan pokazatelj evolucijskog procesa je širenje životinja i biljaka po površini naše planete. U svakom trenutku, putnici i prirodnjaci bili su zadivljeni jedinstvenošću flore i faune Australije, Južne Amerike i okeanskih ostrva, a zanimale su ih i sličnosti u fauni nekih kontinenata, poput Severne Amerike i Evroazije. A. Wallace je sve informacije doveo u sistem i identifikovao šest zoogeografskih područja:
1) Paleoarktik, koji pokriva Evropu, severnu Afriku, severnu i centralnu Aziju, Japan;
2) Neoarktik, uključujući Severnu Ameriku;
3) Etiopski, uključujući Afriku južno od pustinje Sahare;
4) Indomalajski, koji pokriva južnu Aziju i Malajski arhipelag;
5) Neotropska, koja zauzima Južnu i Centralnu Ameriku;
6) Australija, uključujući Australiju, Novu Gvineju, Novi Zeland, Tasmaniju, Solomonska ostrva i Novu Kaledoniju.
Stepen sličnosti i razlike između različitih zoogeografskih regija nije isti. Fauna i flora paleoarktičke i neoarktičke regije imaju mnogo zajedničkog, iako su izolirane Beringovim moreuzom; neoarktičke i neotropske regije, naprotiv, značajno se razlikuju, iako su povezane kopnom (Panamska prevlaka) . Koji su razlozi za ove sličnosti i razlike? Očigledno, oni su povezani sa istorijom formiranja kontinenata i vremenom njihove izolacije. Dakle, duboka razlika u fauni neotropske i neoarktičke regije određena je činjenicom da je kopnena veza između njih uspostavljena sasvim nedavno. O tome svjedoče geološki podaci. Nakon Panamskog mosta, samo nekoliko južnoameričkih vrsta uspjelo je prodrijeti na sjever (npr. dikobraz, armadillo, oposum). Sjevernoameričke vrste bile su nešto uspješnije u kolonizaciji južnoameričke regije. Jeleni, lisice, vidre i medvjedi ušli su u Južnu Ameriku, ali nisu imali značajan uticaj na njen jedinstveni sastav vrsta. Samo ovdje žive predstavnici reda bezubih (mravojedi i lenjivci), ptice hoacini, koje se mogu penjati na drveće zahvaljujući kandžama na krilnim prstima (poput arheopteriksa), i druge životinje. Jedinstvenost faune Južne Amerike bila je jedna od činjenica koja je Charlesa Darwina potaknula da razmišlja o evoluciji. Sličnost faune neoarktičke i paleoarktičke regije posljedica je činjenice da je u prošlosti između njih postojao kopneni most - Beringova prevlaka.
Fauna Australije se najviše razlikuje od ostalih kontinenata. Poznato je da se Australija odvojila od Južne Azije prije više od 100 miliona godina, čak i prije pojave viših sisara. Samo tokom ledenog doba se nekoliko placenti preselilo ovamo kroz ostrva Sundskog arhipelaga - miševi i psi (potomak potonjeg je australski dingo). Inače, fauna Australije je vrlo prepoznatljiva.
Dakle, što je bliža veza između kontinenata, više srodnih oblika tamo živi; što je starija izolacija dijelova svijeta jedan od drugog, to su veće razlike između njihov stanovništva.
Fauna ostrva
Sastav vrsta faune i flore ostrva u potpunosti je određen poviješću njihovog nastanka. Ostrva mogu biti kontinentalna, rezultat odvajanja dijela kopna, ili oceanska (vulkanska i koralna ostrva). Biljni i životinjski svijet prvih je po sastavu blizak onoj na kopnu. Na Britanskim otocima i Sahalinu većina vrsta je slična obližnjim područjima kontinenta. To se objašnjava činjenicom da su se otoci odvojili od kopna prije samo nekoliko hiljada godina. Međutim, što je ostrvo starije i što je vodena barijera značajnija, to je više razlika. Na Madagaskaru nema velikih kopitara tipičnih za Afriku:
bikovi, antilope, zebre i bez velikih grabežljivaca (lavovi, leopardi, hijene) ili viših majmuna. Međutim, Madagaskar je posljednje utočište lemura. Nekada davno, prije pojave majmuna, lemuri su bili dominantni primati. Ali nisu mogli da se takmiče sa svojim naprednijim rođacima i nestali su svuda osim Madagaskara, koji se odvojio od kopna pre nego što su evoluirali majmuni. Druga velika grupa životinja sa Madagaskara su tenreci i cibetke - drevni primitivni placentni sisari koji su se malo promijenili tokom dugog perioda izolacije. Madagaskar ima široku raznolikost staništa i nije iznenađujuće što je dom velikog broja različitih ptica, od kojih 46 rodova nema nigdje drugdje u svijetu. Teško je zamisliti bizarniju životinju od kameleona s Madagaskara. Kameleoni takođe žive u Africi, ali vrste na Madagaskaru su veće i raznovrsnije. Ovo uključuje najvećeg kameleona Ustale, dužine 60 cm. Neki kameleoni Madagaskara imaju rogove na kraju njuške, zbog čega izgledaju kao prijeteći minijaturni dinosaurusi. Zanimljivo je da iako na afričkom kontinentu postoji obilje zmija otrovnica, one su odsutne sa ostrva. Ovdje su široko zastupljeni pitoni i druge neotrovne zmije. Prema istoriji živog svijeta, zmije su se pojavile dosta kasno u odnosu na druge gmizavce, a zmije otrovnice su najmlađe od njih. Znači li to da se Madagaskar odvojio od kontinenta prije nego što su se tamo pojavile zmije? Madagaskar je odlično mjesto za žabe, kojih ima oko 150 vrsta.
Drugačija slika otkriva se pri ispitivanju faune okeanskih ostrva. Njegov sastav vrsta je loš i rezultat je slučajnog unošenja nekih vrsta, obično ptica, gmizavaca i insekata. Na većini ovih ostrva nema kopnenih sisara, vodozemaca i drugih životinja koje nisu u stanju da savladaju značajne vodene barijere. Dajemo primjer. Ostrva Galapagos su 700 km udaljena od obale Južne Amerike. Samo dobro leteće forme mogu savladati ovu udaljenost. Pokazalo se da 15% vrsta ptica Galapagosa predstavljaju južnoameričke vrste, a 85% vrsta ptica se razlikuju od kopna i ne nalaze se nigdje osim ovog arhipelaga. To je upravo ono što je Čarls Darvin sa iznenađenjem primetio na ostrvima Galapagos. Tamo je otkrio ptice koje su, iako su ličile na zebe koje je vidio u Južnoj Americi, bile specijalizovane i malo slične jedna drugoj. Kod ovih 14 vrsta ptica koje su imale zajedničkog pretka, konkurencija za hranu i mjesta za gniježđenje je oslabljena ili potpuno nestala. Čarls Darvin je proveo samo tri nedelje na vrelim stenovitim ostrvima. međutim, ono što je vidio služilo mu je kao materijal za razmišljanje dugi niz godina. Posebno je pazio na kljun zeba: jedni su imali debeo, lomljiv kljun, drugi su imali dug, a treći su imali oštar, poput makaza. Zeba djetlić, jedna od najrjeđih životinja koje koriste alat na svijetu, pripada jednom od šest rodova. Nažalost, Charles Darwin nije vidio ovu divnu pticu na djelu, kada koristi kaktusov trn da vadi insekte i ličinke iz kore drveća, baš kao što to rade djetlići svojim kljunom. Galapagoške zebe su ušle u istoriju kao prvi primer uticaja izolacije na razvoj vrsta. Danas ima mnogo takvih primjera. Čarls Darvin nije posetio Havajska ostrva, gde se efekat izolacije još jasnije manifestuje kod havajskih cvećara i puževa, prvenstveno zato što na ovim udaljenim ostrvima žive mnogo duže od zeba na Galapagosu.
Zašto organizmi rastu i razmnožavaju se?
Koje tvari se nalaze u ćelijama živih organizama, a nedostaju u neživim tijelima?
Na šta ukazuje sličnost u sastavu i građi ćelija svih živih organizama?
Sljedeće pitanje je koji organizmi pomažu u pretvaranju otpadnih proizvoda u hranu? Dodajte nazive "profesija" živih organizama na dijagram tako da se ciklus supstanci zatvori. Nazivi profesija su: proizvođači potrošači prehrambeni otpad iz stanova, sljedeće pitanje je kakvu ulogu igra sunce za sve stanovnike zemlje? Dopunite frazu, fraza je: Sunce je ........... postojanje svih živih organizama. sljedeće pitanje. Molimo označite pojavu u kojoj ne dolazi do skladištenja energije Sami fenomeni su sljedeći: Akumulacija hranjivih tvari u korijenu šargarepe. Formiranje potkožne masti kod divljih svinja. Širenje sjemena maslačka. ZAPAMTITE AKO TAČNO ODGOVORITE 30 BODOVA VAŠI I SAMO VAŠI ZADATCI SU DANI ZA 3. RAZRED IZ PREDMETA STANOVNICI ZEMLJE NEMA TAKVE TAČKE PA JA BIRAM BIOLOGIJU
1. Okruženi smo neživim i... prirodom - živim organizmima. 2. Živi organizmi se razlikuju od nežive prirode po tome što: a) dišu, b)..., c)..., d)...3. Živi organizmi žive: a) na kopnu, b)..., c)... .
4. Od kojih ćelija se sastoje živi organizmi?
5. U biljkama, životinjama i ljudima, tjelesne ćelije se razlikuju po posebnim polnim stanicama - gametama:
♀ - ...,♂ - ... .
1. Termin ekologija uveo je 2. osnivač biogeografije 3. Grana biologije koja proučava odnose živih organizama među sobom i sa neživom prirodom.4. Vkao samostalna nauka, ekologija je počela da se razvija 5. smer kretanja prirodne selekcije diktira 6. Faktori životne sredine koji utiču na organizam 7. Grupa faktora sredine koja je određena uticajem živih organizama 8. Grupa faktora sredine koju određuje uticaj živih organizama 9. Grupa faktora sredine uzrokovanih uticajem nežive prirode 10. Faktor nežive prirode koji daje podsticaj sezonskim promenama u životu biljaka i životinja. 11. sposobnost živih organizama da određuju svoje biološke ritmove u zavisnosti od dužine dana 12. Najznačajniji faktor za preživljavanje 13. Među faktorima su svetlost, hemijski sastav vazduha, vode i zemljišta, atmosferski pritisak i temperatura 14 gradnja željeznica, oranje zemlje, stvaranje rudnika odnosi se na 15. Predacija ili simbioza se odnosi na faktore 16. dugovječne biljke 17. biljke kratkog boravka 18. biljke tundre uključuju 19. Polupustinjske, stepske i pustinjske biljke uključuju 20. Karakteristični pokazatelj populacije. 21. Skup svih vrsta živih organizama koji naseljavaju određenu teritoriju i međusobno djeluju 22. Najbogatiji ekosistem raznovrsnošću vrsta na našoj planeti 23. ekološka grupa živih organizama koji stvaraju organske tvari 24. ekološka grupa živih organizama 24. ekološka grupa živih organizama. organizmi koji konzumiraju gotove organske tvari, a ne vrše mineralizaciju 25. ekološka grupa živih organizama koji konzumiraju gotove organske tvari i doprinose njihovoj potpunoj transformaciji u mineralne tvari 26. korisna energija prelazi na sljedeći trofički (nutritivni) nivo 27. potrošači prvog reda 28. potrošači drugog ili trećeg reda 29. mjera osjetljivosti zajednica živih organizama na promjene u određenim uslovima 30. sposobnost zajednica (ekosistema ili biogeocenoza) da održe svoju postojanost i odole se promjenama u uslovi životne sredine 31. niska sposobnost samoregulacije, raznovrsnost vrsta, korišćenje dodatnih izvora energije i visoka produktivnost su karakteristični za 32. veštačku biocenozu sa najvećom stopom metabolizma po jedinici površine. 33. obradivo zemljište zauzima 34. gradove zauzima 35. školjka planete naseljena živim organizmima 36. autor proučavanje biosfere 37. gornja granica beosfere 38. granica biosfere u dubinama okeana. 39 donja granica biosfere u litosferi. 40. međunarodna nevladina organizacija osnovana 1971. godine, koja sprovodi najefikasnije akcije u odbrani prirode.
1. Navedite elemente koji čine osnovu živih organizama.
1. Jedinstvo hemijskog sastava.
2. Otvorenost živih sistema.
3. Samoregulacija.
4. Varijabilnost živih sistema.
5. Kapacitet za rast i razvoj.
6. Ontogeneza.
7. Filogenija.
8. Razdražljivost.
9. Integritet i diskretnost.
2. Koje supstance se klasifikuju kao neorganske; organski? Koristeći crtež na str. 33 udžbenika, napraviti kružne dijagrame sadržaja u ćeliji (u%) neorganskih i organskih supstanci?
Organske tvari (proteini, masti, ugljikohidrati, nukleinske kiseline) i neorganske tvari (voda, mineralne soli).
3. Koja je funkcija vode u živom organizmu?
Voda je rastvarač, a budući da se sve hemijske reakcije u živim organizmima neophodne za održavanje životne aktivnosti odvijaju u rastvorima supstanci, voda je medij neophodan za sve ove reakcije.
4. Opišite značaj mineralnih soli u organizmu.
Mineralne soli sadrže sve prirodne proizvode (voće, povrće, meso, hljeb, jaja, žitarice). Povrće i voće, riblje ulje, jetra i meso su bogati vitaminima. Čovjekov dnevni unos mineralnih soli trebao bi biti oko 10 grama.
Mineralne soli osiguravaju čvrstoću kostiju i zuba. Oni su dio krvi i želučanog soka.
5. Koja je uloga proteina u tijelu?
Učestvuju u procesu apsorpcije masti, ugljenih hidrata, minerala i vitamina.
Služe kao materijal za izgradnju ćelija, tkiva i organa, stvaranje enzima i većine hormona, hemoglobina i drugih jedinjenja.
6. Navedite ugljikohidrate koje poznajete. Koje se od njih nalaze u biljnim, a koje u životinjskim organizmima? Opišite značenje ovih organskih supstanci.
1) Laktoza je esencijalna komponenta sisara.
2) Saharoza u biljkama služi kao rastvorljivi rezervni ugljeni hidrat, kao i transportni oblik produkata fotosinteze, koji se lako transportuje kroz biljku.
3) Glukoza je glavni izvor energije za ćelije, nalazi se u ćelijama svih živih organizama.
4) Fruktoza je prisutna u slobodnom obliku u vakuolama biljnih ćelija.
5) Škrob se sintetiše u biljnim ćelijama i deponuje u obliku tzv. škrobnih zrnaca.
6) Glikogen (pečurke, životinje i ljudi) se taloži u mišićima i ćelijama jetre u obliku sitnih granula.
7) Hitin je dio kutikule artropoda, ćelijskih zidova mnogih gljiva i nekih protista.
7. Opišite ulogu masti u tijelu.
Masti su uključene u organska jedinjenja – lipide.
Masti u tijelu su glavna tvar za skladištenje i izvor energije.
i:
Masnoće formiraju slojeve između organa, srca i jetre.
Ova membrana sadrži 30% masti.
Masti unose vitamine A, E i druge u organizam.
Masti su neophodne za proizvodnju mnogih hormona.
8. Koje organske supstance ćelije obezbeđuju skladištenje i prenos naslednih informacija? Gdje se nalaze u kavezu?
Nukleinske kiseline, posebno DNK, odgovorne su za skladištenje i prijenos nasljednih informacija
nalazi se u hromozomima, u jezgru.
9. Pogledajte dijagrame na str. 36-37 udžbenik. Kako se hemijski sastav živih i neživih tijela razlikuje? Postoje li elementi koji se nalaze samo u živim organizmima?
Jedna od glavnih razlika između živih i neživih tijela je sposobnost metabolizma
elementi koji su karakteristični za žive organizme - biofilni (H, O, C, N)
Ali i u živoj i u neživoj prirodi tvari su slične, osim što je sastav različit; u živim organizmima prevladavaju biofilni elementi + makro i mikro elementi.
10. Koje činjenice ukazuju na jedinstvo porijekla svih živih organizama?
Ćelije živih organizama su ujednačene po svom hemijskom sastavu i vitalnoj aktivnosti; 4 glavna elementa su svojstvena svim živim ćelijama živih organizama: kiseonik, dušik, vodonik, ugljik.
Ideja o jedinstvu porijekla svih živih bića općenito je prihvaćena među biolozima, ali argumenti u njenu korist su uglavnom kvalitativni, a ne kvantitativni. Formalni statistički testovi, zasnovani na teoriji odabira modela i bez apriorne pretpostavke da sličnost proteinskih molekula ukazuje na njihov odnos, pokazali su da je hipoteza o jedinstvenom porijeklu svih živih bića mnogo vjerodostojnija od alternativnih modela, sugerirajući nezavisno porijeklo svih živih bića. različite grupe organizama različitih predaka.
Darwin je smatrao da svi živi organizmi potječu ili od jednog izvornog oblika ili od nekoliko (vidi zajedničko porijeklo). Darvin je ostavio pitanje broja predaka otvorenim jer nauka u 19. veku još nije imala sredstva da reši ovaj problem. Danas je većina biologa uvjerena da sva živa bića potječu od “posljednjeg univerzalnog zajedničkog pretka” (LUCA). Međutim, malo je vjerovatno da će ovaj predak biti jedan organizam ili „vrsta“ u modernom smislu te riječi, već je predstavljao polimorfnu mikrobnu zajednicu u kojoj se odvijala aktivna horizontalna razmjena gena.
Naravno, LUCA nije bila prvo živo biće na svijetu: njegovom pojavljivanju je prethodila duga evolucija (tokom koje je posebno formiran moderni genetski kod i aparat za sintezu proteina, vidi: Vetsigian, Woese, Goldenfeld. 2006.). Kolektivna evolucija i genetski kod). Druga stvorenja su najvjerovatnije živjela u isto vrijeme kad i LUCA, ali su njihovi potomci izumrli. Većina stručnjaka vjeruje da LUCA već ima DNK i RNK, enzime za replikaciju i transkripciju, ribozome i druge komponente mašinerije za sintezu proteina. Najjači argument u prilog realnosti LUCA je jedinstvo genetskog koda i fundamentalna sličnost molekularnih sistema DNK, RNK i sinteze proteina u svim živim organizmima (vidi: Molekularno genetski dokazi za evoluciju). Ali ovaj argument, uz svu svoju uvjerljivost, nije kvantitativan, već kvalitativan. Vrlo je teško brojčano procijeniti njegovu snagu.
Ako je život nastao jednom na Zemlji ili u svemiru, onda bi teoretski mogao nastati nekoliko puta. U principu, može se pretpostaviti da savremeni život potječe od više predaka. Na primjer, bakterije su mogle poticati od jednog pretka, a arheje od drugog (ovo gledište se povremeno izražava, iako ima malo pristalica).
Rigorozne statističke procedure do sada su uglavnom bile nekorišćene za rešavanje ove dileme. Standardne metode za poređenje sekvenci nukleotida DNK i sekvenci aminokiselina proteina uključuju izračunavanje brojnih kvantitativnih indikatora koji odražavaju vjerovatnoću da je uočena sličnost rezultat slučajnosti (vidi: Statistika rezultata sličnosti sekvenci). Niske vrijednosti ovih pokazatelja ukazuju na statističku značajnost (nesumičnost) sličnosti, ali u principu nisu strogi dokaz o odnosu (jednom porijeklu) molekula koji se uspoređuju. Velika sličnost ova dva niza se teoretski može objasniti ne samo njihovim zajedničkim poreklom, već i konvergentnom evolucijom pod uticajem sličnih faktora selekcije.
Čak i ozbiljnije tvrdnje mogu se postaviti protiv većine kompjuterskih programa dizajniranih za pravljenje evolucionih stabala. Ovi programi, po pravilu, imaju za cilj da konstruišu „najbolje“ evoluciono stablo, odnosno da imaju maksimalnu statističku podršku, zasnovanu na bilo kom skupu upoređenih sekvenci. Ovi programi jednostavno ne razmatraju mogućnost da više nepovezanih stabala raste iz više nezavisnih korijena. Ove metode mogu kvantificirati i uporediti “vjerovatnost” različitih stabala, ali ne mogu reći da li je model s jednim stablom više ili manje vjerojatan od modela s dva ili tri nezavisna stabla. Drugim riječima, ideja o jednom zajedničkom pretku je „ugrađena“ u ove programe od samog početka (što odražava duboko uvjerenje biologa u postojanje takvog pretka u bilo kojem paru živih organizama).
Douglas L. Theobald sa Univerziteta Brandeis (SAD) pokušao je prevladati ova ograničenja i razviti nezavisne statističke testove za testiranje LUCA hipoteze koja nije uključivala ideju da je sličnost sekvenci mjera njihove srodnosti, a još manje ideja jedinstva porijeklo bi bilo inherentno od samog početka. Teobald nije pokušao da otkrije koliko je statistički značajno jedinstvo genetskog koda svih organizama. Njegov cilj je bio konkretniji: želio je kvantifikovati koliko su pouzdani (ili nepouzdani) dokazi za LUCA u sekvencama aminokiselina ključnih proteina koje imaju sva živa bića.
Theobaldov pristup je zasnovan na testovima razvijenim unutar teorije odabira modela(teorija izbora modela). Za poređenje konkurentskih evolucionih modela korišćena su tri testa: 1) log verovatnoće, LLR (videti test omjera verovatnoće; 2) Akaike informacioni kriterijum (AIC); 3) log Bayesov faktor. Ovi testovi kvantifikuju „verovatnoću” upoređenih modela (u ovom slučaju, evolucione rekonstrukcije koje se sastoje od jednog ili više stabala) na osnovu dva glavna kriterijuma: 1) tačnosti korespondencije modela sa stvarnim činjenicama, 2) štedljivosti (štedljivosti) modela. Drugim riječima, ova tehnika vam omogućava da iz mnoštva modela odaberete onaj koji najpreciznije opisuje (objašnjava) uočene činjenice, koristeći minimalan broj pretpostavki („slobodnih parametara“).
Theobald je analizirao aminokiselinske sekvence 23 proteina koji se nalaze u svim živim organizmima (uglavnom proteini uključeni u sintezu proteina aminoacil-tRNA sintetaza, ribosomski proteini, faktori elongacije, itd.). Proteinske sekvence su uzete iz 12 organizama: četiri bakterije, četiri arheje i četiri eukariota (kvasac, Drosophila, crv C. elegans, Čovjek).
Upoređeni evolucijski modeli izgrađeni su na osnovu niza opšteprihvaćenih pretpostavki. Pretpostavljalo se da se sekvence aminokiselina mogu postepeno mijenjati tokom evolucije zamjenom nekih aminokiselina drugima. Korištene su prethodno razvijene matrice 20 × 20, koje odražavaju empirijsku vjerovatnoću ili učestalost zamjene svake aminokiseline za bilo koju drugu. Također je pretpostavljeno da zamjene aminokiselina koje se javljaju u različitim evolucijskim linijama iu različitim proteinskim regijama nisu međusobno povezane.
Hipoteza o jednom zajedničkom pretku (LUCA) upoređena je sa hipotezama o više zajedničkih pretka, ostavljajući pitanje o jednom ili višestrukom porijeklu života van pitanja. Činjenica je da je LUCA hipoteza prilično kompatibilna s višestrukim porijeklom života. U ovom slučaju, ili svi drugi drevni oblici života, osim LUCA, nisu ostavili potomke koji su preživjeli do danas, ili su predstavnici nekoliko samostalno nastalih populacija tokom evolucije stekli sposobnost međusobnog razmjenjivanja gena i zapravo se stopili u jedna vrsta. Modeli koje je razmatrao Theobald kompatibilni su sa oba ova scenarija.
Autor je razmatrao dvije klase modela: u prvoj od njih horizontalna genetska razmjena nije uzeta u obzir, a organizmi su trebali evoluirati u skladu sa stablom. Modeli druge klase dopuštali su horizontalnu razmjenu (uključujući simbiogenetsku fuziju dvaju organizama u jedan), tako da dijagrami nisu bili drvoliki, već mrežasti, sa skakačima između grana. Unutar svake klase, najvjerovatniji modeli izgrađeni na osnovu različitih pretpostavki o broju originalnih predaka međusobno su upoređivani. Model jednog porijekla (ABE, gdje je A arheja, B je bakterija, E je eukariot) upoređen je s različitim modelima višestrukog porijekla: AE + B (arheje i eukarioti dijele zajedničkog pretka, ali su bakterije evoluirale od drugog pretka) , AB + E , BE + A, A + B + E itd. Razmatrana je čak i mogućnost nezavisnog porijekla višećelijskih životinja ili ljudi.
Sva tri korištena testa snažno su podržavala LUCA hipotezu u svim slučajevima, za razliku od alternativnih hipoteza višestrukog porijekla. Na primjer, za modele klase 1, "vjerodostojnost" hipoteze ABE se pokazala 10,2860 puta veća od one kod njenog najbližeg konkurenta (model AE + B). Ovaj broj se čak ne može nazvati "astronomskim", u astronomiji nema tako velikih brojeva. Hipoteze klase 2 (sa horizontalnim transferom) dobile su približno istu pouzdanu podršku kada se upoređuju sa hipotezama klase 1. Najvjerovatniji model, sa velikom razlikom od svih ostalih, bio je LUCA model klase 2: sa jednim zajedničkim pretkom i mrežnu strukturu zbog horizontalne genetske razmjene između evoluirajućih linija. Ovaj model, posebno, adekvatno odražava simbiogenetsko porijeklo eukariota: neki od 23 ispitana proteina eukariota jasno su naslijeđeni od bakterija, dok su drugi naslijeđeni od arheja.
Dakle, sekvence aminokiselina ključnih proteina koje se nalaze u svakoj živoj ćeliji pružaju snažnu statističku podršku za LUCA hipotezu. Istovremeno, glavni dokaz u prilog jedinstva porijekla nije veličina sličnosti kao takve (stvarna sličnost homolognih proteina kod ljudi, kvasca i bakterija zapravo nije toliko velika), već karakter(ili strukture) ove sličnosti, odnosno raspodjele identičnih ili sličnih aminokiselina u svojstvima kroz proteinski molekul u različitim organizmima. Struktura uočene sličnosti je takva da omogućava da se neki proteini "izvode" iz drugih, pa hipoteza o jednom porijeklu objašnjava cijelu sliku mnogo bolje od drugih modela. U dopunskim materijalima (PDF, 352 KB) uz članak o kojem se raspravlja, Douglas Theobald daje izmišljene primjere proteinskih molekula koji imaju vrlo veliku sličnost, ali za koje je jedno porijeklo manje vjerovatno od višestrukog. Na primjer, ovo se događa ako je protein A sličan proteinu B na nekim pozicijama aminokiselina, a proteinu C na drugim. Za prave proteine, LUCA hipoteza objašnjava uočene sličnosti na najštedljiviji način.
Ako uključimo proteine koje imaju ne svi nego samo neki organizmi (na primjer, samo eukarioti), rezultati ostaju isti, jer su nove vrste proteina na ovaj ili onaj način morale nastati u različitim evolucijskim linijama - bez obzira na to da li su te linije imale istog ili različitog porijekla.
Ovaj rad, naravno, nije konačno rješenje problema, već ga treba smatrati prvim korakom. Prilično je teško potpuno isključiti sve moguće alternativne interpretacije dobijenih rezultata. Ovo će zahtijevati detaljnije poznavanje obrazaca evolucije proteina i još složenije statističke metode.
Izvori:
1) Douglas L. Theobald. Formalni test teorije univerzalnog zajedničkog porijekla // Nature. 2010. V. 465. P. 219-222.
2) Mike Steel, David Penny. Zajedničko porijeklo stavljeno na test // Priroda. 2010. V. 465. P. 168-169.
