Назовите признаки сходства зародышей типа хордовых что они доказывают

Дополнительная информация.

Практическая работа № 3

«Выявление и описание признаков сходства зародышей человека и других позвоночных как доказательство их эволюционного родства».

Цель:выявить признаки сходства зародышей человека и других позвоночных, говорящие об их эволюционном родстве.

Ход работы

1. Прочитать текст «Эмбриологические доказательства макроэволюции» и ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ (Приложение 2).

2. Выявить черты сходства и различия зародышей человека и других позвоночных (Приложение 1).

3. Ответить на вопросы:

А. Какой период развития называют эмбриональным? Какие стадии он включает?

Б. Приведите формулировку биогенетического закона. Кто является автором этого закона?

Вывод: ответить на вопрос: о чем свидетельствуют сходства зародышей и их различия?

Источник

Сходство зародышей. Биогенетический закон

Изучение эмбрионального и постэмбрионального развития животных позволило найти общие черты в этих процессах и сформулировать закон зародышевого сходства (К. Бэр) и биогенетический закон (Ф. Мюллер и Э. Геккель), имеющие огромное значение для понимания эволюции.

Все многоклеточные организмы развиваются из оплодотворенного яйца. Процессы развития зародышей у животных, относящихся к одному типу, во многом сходны. У всех хордовых животных в эмбриональном периоде закладывается осевой скелет — хорда, возникает нервная трубка. План строения хордовых животных также одинаков. На ранних стадиях развития зародыши позвоночных чрезвычайно сходны (рис. 24).

Эти факты подтверждают справедливость сформулированного К. Бэром закона зародышевого сходства: «Эмбрионы обнаруживают, уже начиная с самых ранних стадий, известное общее сходство в пределах типа». Сходство зародышей служит свидетельством общности их происхождения. В дальнейшем в строении зародышей проявляются признаки класса, рода, вида и, наконец, признаки, характерные для данной особи. Расхождение признаков зародышей в процессе развития называется эмбриональной дивергенцией и отражает эволюцию той или иной систематической группы животных.

Большое сходство зародышей на ранних стадиях развития и появление различий на более поздних стадиях имеет свое объяснение. Изучение эмбриональной изменчивости показывает, что изменчивы все стадии развития. Мутационный процесс затрагивает и гены, обуславливающие особенности строения и обмена веществ у самых молодых эмбрионов. Но структуры, возникающие у ранних эмбрионов (древние признаки, свойственные далеким предкам), играют весьма важную роль в процессах дальнейшего развития. Изменения на ранних стадиях обычно приводят к недоразвитию и гибели. Напротив, изменения на поздних стадиях могут быть благоприятными для организма и потому подхватываются естественным отбором.

Появление в эмбриональном периоде развития современных животных признаков, свойственных далеким предкам, отражает эволюционные преобразования в строении органов.

В своем развитии организм проходит одноклеточную стадию (стадия зиготы), что может рассматриваться как повторение филогенетической стадии первобытной амебы. У всех позвоночных, включая высших их представителей, закладывается хорда, которая далее замещается позвоночником, а у их предков, если судить по ланцетнику, хорда оставалась всю жизнь.

В ходе эмбрионального развития птиц и млекопитающих, включая человека, появляются жаберные щели в глотке и соответствующие им перегородки. Факт закладки частей жаберного аппарата у зародышей наземных позвоночных объясняется их происхождением от рыбообразных предков, дышавших жабрами. Строение сердца человеческого зародыша напоминает в этот период строение этого органа у рыб.

Подобные примеры указывают на глубокую связь между индивидуальным развитием организмов и их историческим развитием. Эта связь нашла свое выражение в биогенетическом законе, сформулированном Ф. Мюллером и Э. Геккелем в XIX в.: онтогенез (индивидуальное развитие) каждой особи есть краткое и быстрое повторение филогенеза (историческое развитие) вида, к которому эта особь относится.

Биогенетический закон сыграл выдающуюся роль в развитии эволюционных идей. Большой вклад в углубление представлений об эволюционной роли эмбриональных преобразований принадлежит А. Н. Северцову. Он установил, что в индивидуальном развитии повторяются признаки не взрослых предков, а их зародышей.

Филогенез рассматривается теперь не как смена последовательностей ряда взрослых форм, а как исторический ряд отобранных естественным отбором онтогенезов. Подвергаются отбору всегда целые онтогенезы, и только такие, которые, несмотря на воздействие неблагоприятных факторов среды, выживают на всех стадиях развития, оставляя жизнеспособное потомство. Таким образом, основу филогенеза составляют изменения, происходящие в онтогенезе отдельных особей.

Палеонтологические доказательства. Сопоставление ископаемых остатков из земных пластов разных геологических эпох убедительно свидетельствует об изменении органического мира во времени. Данные палеонтологии дают большой материал о преемственных связях между различными систематическими группами. В одних случаях удалось установить переходные формы, в других — филогенетические ряды, то есть ряды видов, последовательно сменяющих один другого.

Ископаемые переходные формы:

а) археоптерикс — переходная форма между птицами и рептилиями, обнаруженная в слоях Юрского периода (150 млн лет назад). Признаки птиц: задние конечности с цевкой, наличие перьев, внешнее сходство, крылья. Признаки рептилий: длинный хвост, состоящий из позвонков, брюшные ребра, наличие зубов, кости на передней конечности;

б) псилофиты — переходная форма между водорослями и наземными растениями.

Филогенетические ряды. В. О. Ковальский восстановил эволюцию лошади, построив ее филогенетический ряд (рис. 25).

Эволюция лошади охватывает довольно большой промежуток времени. Древнейший предок лошади относится к началу третичного периода, тогда как современная лошадь — к четвертичному периоду. Виды рода Эвкус были маленькими лесными животными высотой 30 см. Они имели по четыре пальца на ногах, что облегчало хождение и бег по топкой почве лесных болот. Судя по зубам, эти животные питались мягкой растительной пищей. Относятся они к нижнему эоцену Северной Америки. За этой формой следуют среднеэоценовые орогиппусы, у которых на передних ногах были еще развиты четыре пальца. В среднем эоцене появляется эпигиппус, у которого четвертый палец уменьшен. В олигоцене жил потомок предыдущих форм — мезогиппус. У него на ногах сохраняются лишь три пальца, причем средний палец развит заметно сильнее остальных. Рост животных достигает 45 см.

Начинают появляться изменения в зубной системе. Бугорчатые передние зубы эогиппусов, приспособленные к мягкой растительной пище, превращаются в зубы с бороздками. Эволюция затрагивает и коренные зубы, они становятся более приспособленными к грубой степной растительной пище. В верхнем олигоцене мезогиппус уступает место целому ряду форм: миогшгаус, а в нижнем миоцене — пара-гиппус. Парагиппус является родоначальником следующего этапа лошадиного ряда — мерихиппуса. Мерихиппусы были, несомненно, жителями открытых пространств, причем у разных видов этого рода шел процесс укорочения боковых пальцев: у одних видов пальцы были длиннее, у других — короче, приближаясь в последнем случае к быстроногим однопалым лошадям.

Наконец, у плиогиппуса, жившего в плиоцене, этот процесс заканчивается образованием новой формы, древней однопалой лошади — плезиппуса. По форме и размерам последний близок к современной, известной с плейстоцена лошади.

Возникнув в Америке, современная форма лошади затем проникает в Евразию в числе нескольких видов. В конечном счете все американские лошади вымерли, а европейские уцелели и затем вторично попали в Америку. На этот раз они были завезены сюда европейцами в начале XVI в. Таким образом, эволюция лошадей убедительно показывает процесс эволюции, ведущий к возникновению новых видов путем преобразования их предков.

Источник

Практическая работа по биологии на тему»»Признаки сходства зародышей человека и других позвоночных

Практическое занятие № 5

Тема: Выявление и описание признаков сходства зародышей человека и других позвоночных как доказательство их родства.

Цель : Рассмотреть и выявить черты сходства и отличия зародышей позвоночных на разных стадиях развития

Оборудование: Плакаты, таблицы

Краткие теоретические сведения

Эмбриология — наука об индивидуальном развитии организмов .

В 1828 г. Карл фон Бэр сформулировал закономерность, которую называют Законом Бэра:

«Чем более ранние стадии индивидуального развития сравниваются, тем больше сходства удается обнаружить».

II закон – «Биогенетический закон». (Закон Геккеля-Мюллера)

«Каждое живое существо в своем индивидуальном развитии (онтогенез) повторяет в известной степени формы, пройденные его предками или его видом».

1.Прочитайте статью « Данные эмбриологии»

Легко установить родство между организмами при сравнении их эмбриональных стадий развития.

Оказывается. Любой организм в своём индивидуальном развитии повторяет стадии развития предковых форм.

В эмбриогенезе у всех позвоночных закладывается хорда, которая у ланцетника остаётся на всю жизнь, а у всех позвоночных в дальнейшем замещается позвоночником.

В возрасте нескольких недель зародыши человека и других млекопитающих обнаруживают многие черты сходства с рыбами.

По бокам шейного и головного отделов развиваются жаберные борозды. Кровеносная система сходна с характерной для рыб: двухкамерное сердце, хвостовая артерия, кровеносные сосуды в составе шести дуг аорты, подходящие к жаберным дужкам. А также общая форма тела зародыша, хвост, жаберные борозды, нитевидное продолжение заднего отдела спинного мозга.

На следующей стадии наблюдается сходство с земноводными : сюда относятся плавательные перепонки, развивающиеся между пальцами у человеческого зародыша. В нижней части стенки живота человека унаследованы от земноводных сухожильные перетяжки прямых мышц, седалищную артерию (ветвь нижней ягодичной артерии, унаследованную от древних амфибий).

У некоторых взрослых людей можно обнаружить в скелете запястья свободную центральную косточку, характерный признак строения земноводных предков.

В обонятельном отделе человек унаследовал от земноводных часть, называемую якобсоновым органом : он развивается к пятому месяцу утробной жизни в виде канала, идущего из носовой полости в ротовую. Хотя в конце утробного развития этот орган и редуцируется, но его все же можно найти у взрослого человека в виде короткого, слепо оканчивающегося канальца, к которому подходят окончания специальных нервов.

И наконец, остаток мигательной перепонки в виде так называемой полулунной складки, во внутреннем углу глаза. Этой складке соответствует хорошо развитая у современных земноводных, пресмыкающихся и птиц мигательная перепонка. Среди млекопитающих мигательная перепонка подверглась сильной редукции, особенно у китообразных и большинства приматов, но значительно развита, например, у кроликов, кошек и некоторых обезьян.

От пресмыкающихся человек унаследовал ряд признаков, которые обнаруживаются преимущественно в утробный период, например, в развитии головного мозга, в строении и характере причленения конечностей у плода нескольких месяцев.

О родстве человека с низшими млекопитающими свидетельствуют и другие примитивные черты, обнаруживающиеся в его онтогении. Например, у человеческого шестинедельного зародыша формируются зачатки нескольких пар молочных желез вдоль млечных линий. По всему телу (кроме ладоней и подошв) развивается довольно густой, хотя и мелкий волосяной пушок (лануго). В ротовой полости на мягком нёбе образуются валики, характерные для обезьян, хищных и других млекопитающих.
В возрасте 1,5-3 месяцев заметно выражен хвостовой отдел, в котором можно обнаружить и конечный отдел зачаточного позвоночного столба с 8-9 закладками позвонков. К концу этого срока наружный отдел хвоста редуцируется. Во внутреннем участке хвостового отдела сохраняется 4 (от 6 до 2) позвонка, сросшись, образуют копчик.

Сходство с зародышами антропоидов сохраняется наибольшее время. В процессе развития зародыша общие признаки, присущие типам и классам животных, проявляются раньше, чем особенности рода и вида. Эта закономерность является общей в развитии зародышей позвоночных животных и получила название биогенетического закона. Сходство на ранних стадиях развития зародыша человека и животных объясняется тем, что человек прошел сложный путь исторического развития, продолжавшийся миллионы лет. Этот путь в основных чертах отражается в развитии человеческого зародыша.

Таким образом, в процессе индивидуального развития каждый вид повторяет своё историческое развитие.

2.Запишите этапы развития человека.

Развитие начинается с оплодотворения.

Возникшая зигота дробится.

Образуются стадии: морула, бластула, гаструла.

Источник

Эмбриологические, палеонтологические и морфологические доказательства эволюции органического мира

Вопрос 1. Докажите существование эволюции с точки зрения эмбриологии.
Эмбриологические доказательства. У всех позвоночных животных наблюдается значительное сходство зародышей на ранних стадиях развития: форма тела, зачатки жабр, хвост, один круг кровообращения и т.д. (закон зародышевого сходства К. Бэра). Однако по мере развития сходство между зародышами различных систематических групп постепенно стирается, и начинают преобладать черты, свойственные их классам, семействам, родам, и, наконец, видам. Биогенетический закон Геккеля-Мюллера гласит: онтогенез есть краткое и быстрое повторение филогенеза, то есть зародыш в индивидуальном развитии повторяет историю развития своего вида.
Таким образом, все хордовые животные произошли от единых предков.

Вопрос 2. Расскажите о палеонтологических доказательствах эволюционного процесса.
Палеонтологические доказательства. К таким доказательствам относятся найденные остатки вымерших переходных форм, позволяющих проследить путь от одной группы живых существ к другой. Например, обнаружение трехпалого и пятипалого предков современной лошади, имеющей один палец, доказывает, что у предков лошади было пять пальцев на каждой конечности. Обнаружение ископаемых останков археоптерикса позволило сделать вывод о существовании переходных форм между пресмыкающимися и птицами. Нахождение остатков вымерших цветковых папоротников позволяет решить вопрос об эволюции современных покрытосеменных и т.п. На основании палеоантологических находок были выстроены филогенетические ряды, то есть ряды видов, последовательно сменяющих друг друга в процессе эволюции.

Вопрос 3. Какие органы называют гомологичными, какие — аналогичными?
Гомологичные органы формируются в процессе эмбрионального развития из одних и тех же зачатков и выполняют сходные функции. Примером гомологичных органов являются конечности всех наземных позвоночных.
Аналогичные органы имеют разное происхождение и строение, но характеризуются внешним сходством и выполняют одинаковые функции. В качестве примера можно привести конечности собаки и конечности муравья, крыло бабочки и крыло летучей мыши.

Вопрос 4. Приведите примеры сходства строения органов у неродственных групп животных, обитающих в одинаковых условиях.
Примером может являться развитие крыльев у организмов, освоивших воздушную среду обитания. Крылья бабочек и стрекоз не родственны крыльям птиц и летучих мышей, хотя и выполняют те же функции. Другие примеры: хвостовые плавники акулы, дельфина и ихтиозавра; «стреляющие» языки лягушки и хамелеона; глаз осьминога и глаз человека.
Вопрос 5. В чем причина появления рудиментов и атавизмов? Почему они служат доказательствами процесса эволюции?
Рудименты — это органы, утратившие в процессе эволюции свое значение. Они закладываются во время эмбриогенеза, но полностью не развиваются. Причиной наличия рудиментов является то, что у предковых форм была необходимость в соответствующих органах, однако затем она исчезла, и органы подверглись дегенерации. Наличие рудиментов — доказательство процесса эволюции, как изменения строения органов при изменении условий окружающей среды. Примерами рудиментов являются третье веко и ушные мышцы человека, остатки тазового пояса у змей и китообразных, «глаза» пещерных и подземных животных.
Атавизмы — это появляющиеся у отдельных особей признаки, характерные для предковых форм, но утраченные в процессе эволюции. Причиной возникновения атавизмов является активация обычно заблокированных генов, ответственных за развитие таких признаков. В норме эти гены, доставшиеся организму от предков, не проявляются. Например, у современной лошади может развиться трехпалая конечность вместо однопалой. Атавизмы встречаются и у человека, например дополнительная пара молочных желез, хвост, волосяной покров на лице.

Источник

Сходство зародышей представителей разных групп позвоночных как свидетельство их эволюционного родства. Причины нарушений в развитии организмов. Индивидуальное развитие человека

Сравнительно-анатомические свидетельства эволюции.

Различия и сходство в строении передних конечностей позвоночных

Все четвероногие – амфибии, рептилии, млекопитающие имеют по пять пальцев на конечностях. Даже у тех видов, у которых во взрослом состоянии имеется меньше пяти пальцев (в копыте лошади, например), в эмбриональном периоде все равно закладываются все те же 5 пальцев. Почему именно пять, а не 3, 4, 7, 15? Но пятью пальцами сходство не ограничивается. Дарвин писал: «Что может быть любопытнее того, что пригодная для хватания рука человека, роющая лапа крота, нога лошади, ласт дельфина и крыло летучей мыши построены по тому же самому образцу и содержат одинаковые кости с одним и тем же относительным расположением? Ничто не может быть более безнадежным, как попытка объяснить эту общность строения у членов одного и того же класса с точки зрения полезности или учения о конечных причинах».

Общность строения объясняется общностью происхождения – все четвероногие позвоночные происходят от общего предка, который имел 5 пальцев. Это заключение, сделанное на основе данных сравнительной анатомии, подтверждается палеонтологическими данными. Они свидетельствуют, что этот общий пятипалый предок жил на Земле около 400 млн. лет назад. У него были современники, которые имели, кто 6, кто 7, а кто и 8 пальцев, но все они вымерли. Все современные четвероногие произошли не от них, а от пятипалого предка.

Вся систематика живых организмов построена по иерархическому принципу. Сходные между собой виды объединяются в роды, сходные роды в семейства, сходные семейства в отряды, сходные отряды в классы и так далее. Если мы сравниваем виды, принадлежащие одному роду, мы находим между ними сходство по большому числу морфологических признаков. Если же мы сравним два вида из разных отрядов одного класса, мы обнаружим гораздо меньше сходства между ними.

Очевидно, что степень сходства определяется степенью родства: родные братья гораздо более сходны между собой, чем двоюродные. Степень родства определяется числом поколений между ныне живущими организмами и их предками. Родные братья имеют общего предка в первом поколении, а двоюродные во втором. Точно так же в терминах родства мы можем интерпретировать таксономические категории, построенные по морфологическому критерию. Виды одного рода отделяет от их общего предка гораздо меньшее число поколений (и соответственно лет), чем виды, принадлежащие к разным отрядам. Общий предок всех видов рода Mus (домовые мыши) жил на Земле около 10 млн. лет назад. Примерно в то же время существовал и общий предок видов рода Felis (кошки), а последний общий предок мыши и кошки жил гораздо раньше – более 70 млн. лет назад.

Эмбриологические свидетельства эволюции.

Начальные стадии онтогенеза позвоночных очень сходны. По мере развития различия между ними становятся все более явным

Все многоклеточные организмы проходят длинный путь от зиготы до взрослой формы. Организмы формируется по заложенной в их генах программе. Часто ДНК называют чертежом будущего организма. На самом деле в последовательности нуклеотидов ДНК записан не чертеж, а рецепт организма: когда, где и что должно произойти для того, чтобы организм сформировался. Нигде в генах не записано, что рука должна иметь пять пальцев. В генах «записано» когда, где и что должно произойти для того, чтобы постепенно из недифференцированного зачатка конечности сформировалась рука с пятью пальцами. В генах «записаны» последовательности реакций, которые приводят к синтезу белков и регуляторных РНК. Взаимодействуя друг с другом, они предопределяют свойства отдельных клеток. В зависимости от этих свойств, клетки растут, перемещаются, взаимодействуют друг с другом, объединяются в те или иные ткани. Родословная каждой клетки развивающегося организма, ее положение в эмбрионе и сигналы, поступающие от других клеток, определяют ее судьбу и то, какие гены будут активны в ней.

У всех представителей одного типа (например, хордовых) наиболее общие особенности строения эмбрионов (хорда, кишечник, зачатки передних и задних конечностей) формируются довольно рано в онтогенезе и по одним и тем же рецептам. На ранних стадиях органогенеза зародыши сходны друг с другом.

Русский ученый Карл Бэр (1792-1876) обнаружил поразительное сходство зародышей различных позвоночных. Он писал: ««Зародыши млекопитающих, птиц, ящериц и змей, в высшей степени сходны между собой на самых ранних стадиях, как в целом, так и по способу развития отдельных частей. У меня в спирту сохраняются два маленьких зародыша, которые я забыл пометить, и теперь я совершенно не в состоянии сказать, к какому классу они принадлежат. Может быть, это ящерицы, может быть — маленькие птицы, а может быть — и очень маленькие млекопитающие, до того велико сходство в устройстве головы и туловища у этих животных. Конечностей, впрочем, у этих зародышей еще нет. Но если бы даже они и были на самых ранних стадиях своего развития, то и тогда мы ничего не узнали бы, потому что ноги ящериц и млекопитающих, крылья и ноги птиц, а также руки и ноги человека развиваются из одной и той же основной формы».

На более поздних стадиях развития различия между эмбрионами увеличиваются, появляются признаки класса, отряда, семейства. Ч.Дарвин рассматривал сходство ранних стадий онтогенеза у разных представителей крупных таксонов как указание на их эволюционное происхождение от общих предков.

Современные открытия в области генетики развития подтвердили дарвиновскую гипотезу. Было показано, например, что важнейшие процессы раннего онтогенеза у всех позвоночных совершаются по одним и тем же рецептам: они контролируются одними и теми же генами. Более того, многие из этих генов-регуляторов обнаружены и у беспозвоночных (червей, моллюсков и членистоногих).

Таким образом, морфологические, эмбриологические и палеонтологические свидетельства эволюции хорошо согласуются между собой и дают единую и непротиворечивую картину процесса эволюции.

Источник