Филогенетический ряд слона: определение и главные особенности
Филогенетические ряды — это последовательности ископаемых переходных форм организмов, эволюционировавшие в конкретных направлениях.
Филогенетические ряды формируются с учетом разнообразных палеонтологических доказательств эволюции. К таким доказательствам относятся:
- ископаемые останки организмов, которые вымерли на более далеких эволюционных отрезках;
- переходные формы организмов в ископаемом виде;
- современные филогенетические ряды.
Ископаемые переходные формы представляют собой вымершие организмы, сочетающие признаки различных эволюционных групп (ранних и поздних эволюционных форм).
Переходные формы — это отличный инструмент для определения особенностей родственных связей между организмами, которые живут сейчас и вымершими. Благодаря переходным формам обосновывается и не подлежит сомнению система исторического развития живой природы. Они помогают построить естественную систему эволюции растительного и животного мира.
Вот несколько примеров филогенетических рядов:
- кистеперые — рыбы — стегоцефалы — земноводные;
- пресмыкающиеся — археоптерикс — птицы;
- водоросли — псилофиты — споровые растения.
Филогенетический ряд — это то, что вполне доказывает, что эволюционный процесс существовал, а также тот факт, что современные формы произошли от предковых. Глядя на них можно проследить, как видоизменялись отдельные органы живых организмов, типичные для их строения, а также уникальные и оригинальные.
Стандартный пример филогенетического ряда — филогенетический ряд лошади.
Особенности филогенетического ряда слона
Эволюция хоботных животных протекала по собственному пути. Историческое развитие этих животных начинается с раннетретичного (эоценового) меритерия (Moeritherium), который был найден в Египте.
Можно назвать несколько отличительных характеристик меритерия:
- рост — как рост средней свиньи;
- наличие небольших клыков;
- относительно короткие челюсти и коренные зубы, два ряда поперечных жевательных бугорков;
- довольно крупные нижние и верхние резцы;
- небольшой хобот, что установлено благодаря анализу формы черепа.
Такая предковая форма слонов была достаточно приспособлена к существованию в условиях того времени.
Палеомастодонт был следующей предковой формой слона. Его останки были обнаружены во все том же раннетретичном периоде (отложения Египта). Однако развитие палеомастодонтов происходило в более позднее время, в частности, в верхний эоцен. Поэтому их строение было немного другим:
- более крупный размер;
- более вытянутые челюсти;
- отсутствие клыков;
- более длинные резцы (по одной паре в нижней челюсти);
- более крупный хобот.
Также к предкам хоботных причисляют дейнотериумов или древних хоботных. Они появились на территории Африки в миоцене. Чуть позже они распространились и по Евразии. Бивни у этих животных были только в нижних челюстях. Дейнотериумов называют также боковой ветвью развития хоботных.
Более крупные мастодонты возникли чуть позже. У этой предковой формы слона челюсти были сильно вытянуты и оснащены несколькими крупными бивнями.
Эти животные отличались меньшим количеством коренных зубов. Жевательная поверхность состояла из 4 рядов бугорков — по этой причине наличие длинного хобота было очевидным. С течением времени нижняя челюсть мастодонтов стала короче, исчезли нижние бивни, а череп стал похож на череп слона. При этом сохранилось бугорчатое строение коренных зубов.
Постепенное уплощение коренных зубов мастодонтов и увеличение рядов бугорков произошло в течение конца верхнетретичного периода.
Для Северной Америки в позднем миоцене был характерен род мастодонтов семейства Gomrhotheriidae — а именно амебелодоны. Они отличались небольшими верхними бивнями, и большими и уплощенными нижними.
В 1920 году на территории Азии в отложениях миоцена (возраст примерно 20 млн лет) были обнаружены платибелодоны. Из отличительных характеристик — наличие лопатовидных бивней, используемых в качестве идеального средства для добычи различной водной растительности.
20 млн лет назад на территории Африки можно было обнаружить такого мастодонта как гомфотериум. Расселение этой предковой формы происходило с территории Африки на территорию Азии (через Европу) и далее в Индостан. Можно говорить об одинаковом развитии верхних и нижних бивней. Ученые склоняются к мысли, что эти предковые формы слонов обитали в увлаженных и болотистых местах. Их челюсти были сильно удлинены.
Стегодон — еще одна предковая форма слона. Это ближайшие родственники современного слона, как считают палеонтологи. Их отличали длинные и массивные бивни, питание листьями и ветвями деревьев.
Первослоны — это мамонты и существующие сегодня слоны. В отличие от мастодонтов, их коренные зубы были с поперечными гребнями, а на бивнях отсутствовала эмаль. Предположительно, слоны обитали в лесных областях и саваннах.
Первослоны имели бивни, которые находились в нижней челюсти.
Размеры южных слонов были практически идентичны размерам современных индийских слонов. Самые древние ископаемые этой формы датированы примерно 4 млн лет.
Мамонтов относят к отдельному подсемейству Mammuthinae — для него характерны закругленная верхушка черепа и отсутствие седловидного вдавления.
Колумбийские мамонты проживали на территории Северной Америки в среднем и позднем плейстоцене. Степень их эволюции соответствовала эволюции степного евразийского мамонта. Однако в Америке этот вид обитал до плейстоцена. По своим размерам представители этих мамонтов могли достигать 3,5 метра в холке. А вообще размеры довольно сильно варьировались.
Как видно, филогенетический ряд слонов включает различные предковые формы, обладавшие широким спектром отличительных признаков. Эти признаки были обусловлены особенностями среды обитания и прочими физиологическими и морфологическими причинами.
Источник
§ 17. Доказательства эволюции
Для обоснования теории эволюции Ч. Дарвин широко использовал многочисленные доказательства из области палеонтологии, биогеографии, морфологии. Впоследствии были получены факты, воссоздающие историю развития органического мира и служащие новыми доказательствами единства происхождения живых организмов и изменяемости видов в природе.
Палеонтологические находки — едва ли не самые убедительные доказательства протекания эволюционного процесса. К ним относятся окаменелости, отпечатки, ископаемые остатки, ископаемые переходные формы, филогенетические ряды, последовательность ископаемых форм. Рассмотрим более подробно некоторые из них.
1. Ископаемые переходные формы — формы организмов, сочетающие признаки более древних и молодых групп.
Среди растений особый интерес представляют псилофиты. Они произошли от водорослей, первыми из растений осуществили переход на сушу и дали начало высшим споровым и семенным растениям.Семенные папоротники — переходная форма между папоротниковидными и голосеменными, а саговниковые — между голосеменными и покрытосеменными.
Среди ископаемых позвоночных можно выделить формы, являющиеся переходными между всеми классами этого подтипа. Например, древнейшая группа кистеперых рыб дала начало первым земноводным —стегоцефалам (рис. 3.15, 3.16). Это было возможно благодаря характерному строению скелета парных плавников кистеперых рыб, имевших анатомические предпосылки для превращения их в пятипалые конечности первичных земноводных. Известны формы, образующие переход между рептилиями и млекопитающими. К ним относятся звероящеры (иностранцевия) (рис. 3.17). А связующим звеном между пресмыкающимися и птицами явилась пер-воптица (археоптерикс) (рис. 3.18).
Наличие переходных форм доказывает существование филогенетических связей между современными и вымершими организмами и помогает в построении естественной системы и родословного древа растительного и животного мира.
2. Палеонтологические ряды — ряды ископаемых форм, связанные друг с другом в процессе эволюции и отражающие ход филогенеза (от греч. phylon — род, племя, genesis — происхождение). Классическим примером применения рядов ископаемых форм для выяснения истории отдельной группы животных является эволюция лошади. Русский ученый В.О. Ковалевский (1842—1883) показал постепенность эволюции лошади, установив, что сменяющие друг друга ископаемые формы приобретали все большее сходство с современными (рис. 3.20).
Современные однопалые животные произошли от мелких пятипалых предков, живших в лесах 60—70 млн лет назад. Изменение климата привело к увеличению площади степей и расселению по ним лошадей. Передвижение на большие расстояния в поиске пищи и при защите от хищников способствовало преобразованию конечностей. Параллельно увеличивались размеры тела, челюстей, усложнялось строение зубов и др.
К настоящему времени известно достаточное количество палеонтологических рядов (хо ботных, хищных, китообразных, носорогов, некоторых групп беспозвоночных), которые доказывают существование эволюционного процесса и возможность происхождения одного вида от другого.
Морфологические доказательства основаны на принципе: глубокое внутреннее сходство организмов может показать родство сравниваемых форм, следовательно, чем больше сходство, тем ближе их родство.
1. Гомология органов. Органы, име ющие сходное строение и общее происхождение, называютсягомологичными. Они занимают одинаковое положение в теле животного, развиваются из сходных зачатков и имеют одинаковый план строения. Типичный пример гомологии — конечности наземных позвоночных животных (рис. 3.21). Так, скелет свободных передних конечнрс-тей у них обязательно имеет плечевую кость, предплечье, состоящее из лучевой и локтевой костей, и кисть (запястье, пясть и фаланги пальцев). Такая же картина гомологии отмечается при сравнении скелета задних конечностей. У лошади грифельные косточки гомологичны пястным косточкам второго и четвертого пальцев других копытных. Очевидно, что у современной лошади эти пальцы исчезли в процессе эволюции.
Доказано, что ядовитые железы змей — гомолог слюнных желез других животных, жало пчелы — гомолог яйцеклада, а сосущий хоботок бабочек — гомолог нижней пары челюстей других насекомых.
Гомологичные органы есть и у растений. Например, усики гороха, колючки кактуса и барбариса — видоизмененные листья.
Установление гомологии органов позволяет найти степень родства между организмами.
2. Аналогия. Аналогичные органы — это органы, имеющие внешнее сход ство и выполняющие одинаковые фун кции, но имеющие разное происхож дение. Эти органы свидетельствуют лишь о сходном направлении приспо соблений организмов, определяемом в
процессе эволюции действием естественного отбора. Наружные жабры головастиков, жабры рыб, многощетинковых кольчатых червей и водных личинок насекомых (например, стрекоз) аналогичны. Бивни моржа (видоизмененные клыки) и бивни слона (разросшиеся резцы) — типичные аналогичные органы, так как их функции сходны. У растений аналогичны колючки барбариса (видоизмененные листья), колючки белой акации (видоизмененные прилистники) и шиповника (развиваются из клеток коры).
- Рудименты.Рудиментарными (от лат. rudimentum — зачаток, первоос нова) называются органы, которые закладываются в ходе эмбрионального раз вития, но в дальнейшем перестают развиваться и остаются у взрослых форм в недоразвитом состоянии. Другими словами, рудименты — это органы, утра тившие свои функции. Рудименты — ценнейшие доказательства историчес кого развития органического мира и общности происхождения живых форм. Например, у муравьедов рудиментарны зубы, у человека — ушные мышцы, кожная мускулатура, третье веко, а у змей — конечности (рис. 3.22).
- Атавизмы. Появление у отдельных организмов какого-либо вида признаков, которые существовали у отдаленных предков, но были утраче ны в ходе эволюции, называется атавизмом (от лат. atavus — предок). У человека атавизмами являются хвост, волосяной покров на всей повер хности тела, многососковость (рис. 3.23). Среди тысяч однопалых лоша дей встречаются экземпляры с трехпалыми конечностями. Атавизмы ненесут каких-либо функций, важных для вида, но показывают историческую взаимосвязь между вымершими и ныне существующими родственными формами.
Источник