Контрольная работа по Биологии 4
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
от 25%
договор
1)Возникновение жизни на Земле
Возраст Земли, определенный различными методами, насчитывает 6-7 млрд лет, однако ни один из методов не является точным. Должно было пройти около 3 млрд лет, прежде чем на Земле возникла жизнь. Высказывалось много гипотез о происхождении Земли,
согласно которым Солнце и планеты Солнечной системы образовались внутри космического облака. Масса Земли была первоначально очень мала, но в силу гравитации все больше частиц притягивалось и масса увеличивалась и уплотнялась. Из-за увеличения плотности частиц начала повышаться температура Земли, а затем наступило охлаждение,
продолжавшееся в течение миллионов лет и сопровождавшееся образованием химических веществ. Более тяжелые вещества оседали к центру, образуя ядро Земли, а более легкие образовали оболочку Земли. По мере охлаждения поверхность Земли затвердевала, исключая места вулканической деятельности. Благодаря большим размерам Земля имела силу притяжения, достаточную, чтобы удержать окружавшие ее газы. Это были совсем другие газы, нежели те, которые содержатся в современной атмосфере. В древней атмосфере Земли содержались вода (преимущественно в виде пара, поскольку температура Земли была высокой, чему способствовали распад радиоактивных соединений и поток ультрафиолетового излучения Солнца), пар, водород, аммиак и метан. Высоко над Землей водяной пар конденсировался, образуя тучи, и выпадал в виде дождя на горячие скалы. Свободного кислорода не было, он соединялся с железом, алюминием,
кремнием и другими элементами, образуя минералы в земной коре, а также входил в состав воды и таких газов, как оксид углерода (СО) и окись углерода (СО2). Свободный кислород появился в атмосфере Земли много позже, когда возникла жизнь и
развился процесс фотосинтеза. По-видимому, не было в атмосфере тогда и молекулярного азота (N2), он образовался позже в результате окисления аммиака кислородом.
Содержание углерода в первичной атмосфере можно объяснить его образованием при взаимодействии карбидов (соединений углерода с металлами) с водой, в результате чего
возникает метан (СН4) и другие углеводороды. Когда интенсивность радиоактивных,
радиохимических и химических процессов стала снижаться, началось охлаждение планеты, но поверхность долгое время оставалась горячей; продолжалась активная вулканическая деятельность - образовывались горы и глубокие впадины. При температуре
ниже 100 oC стали изливаться дожди, образовывались моря и океаны. В горячей дождевой воде растворялись NH3, CO2, CH4, HCN из атмосферы, а также соли и другие вещества,
вымываемые из поверхностных слоев Земли. Между веществами, растворенными в первобытном океане, неизбежно должны были происходить химические реакции, в результате которых могли образоваться органические соединения.
Как же возникла жизнь на Земле? В античные и средневековые времена было широко распространено учение о зарождении живых существ из неживого материала. Спор между
мистическими учениями и развивающимся материализмом состоял лишь в трактовке этого вопроса: является ли самозарождение проявлением “духовного начала” или
же это процесс естественного образования живых организмов. Итальянский врач Франческо Реди в 1668 г. опубликовал результаты своих экспериментов и легко и просто
доказал, что черви в мясе появляются в результате откладывания яиц мухами, а не из самого мяса. Тем самым он нанес неотразимый удар по представлению о самопроизвольном зарождении жизни. Молодым украинским ученым М.М.Тереховским (1775 г.) была также доказана невозможность самозарождения жизни: он показал,
что если прокипятить мясной бульон и сосуд запаять, то в нем никаких микробов не появится. Знаменитый французский химик и микробиолог Луи Пастер получил премию Парижской академии наук в 1862 г. за то, что проведя блестящий эксперимент,
доказал невозможность самозарождения микробов. Пастер поместил бульон в склянку с S-образным узким горлышком, в которую свободно проходил воздух, а микробы, находившиеся в воздухе, оседали в S-образном колене горлышка. В таком состоянии сосуды были оставлены в спокойном месте и даже через несколько месяцев бульон был чистым. Если же сосуд поворачивали так, чтобы бульон обмыл S-образный изгиб и снова
стек в колбу, в ней вскоре начиналось гниение. Как только споры попадали в
бульон из изогнутого горлышка, начиналось размножение микробов. После работ Реди, Тереховского, Пастера было единодушно признано, что любой организм рождается от
своих родителей - живых организмов т.е. происходит биогенез. И снова встал вопрос: каким образом возникла жизнь на Земле, на которой не было ничего живого?
В настоящее время высказано несколько гипотез о происхождении жизни на Земле. Каждая из них имеет свои достоинства и недостатки и требует точных научных
доказательств, которыми человечество владеет еще недостаточно.
Согласно космогонической теории (гипотеза о вечности жизни, или “панспермии”) зародыши жизни (споры растений и микроорганизмов) рассеяны в космическом пространстве и переносятся с планеты на планету, а на Землю попадают с метеоритами и
пылью. Горячим сторонником этой гипотезы был выдающийся ученый конца XIX в. физикохимик С.Аррениус. Эту же точку зрения разделял виднейший биогеохимик академик В.И.Вернадский. Даже если жизнь существует на других планетах, трудно
себе представить, что живые организмы переносятся на Землю без повреждений, поскольку они могут быть убиты из-за воздействия ультрафиолетовых лучей,
интенсивность которых в космосе очень велика, и низкой температурой
космического пространства, и, наконец, сгореть в верхних слоях атмосферы. Проверить эту гипотезу очень трудно.
Автотрофная гипотеза происхождения жизни на Земле полагает, что организм такого типа мог бы быть исходной формой жизни. Первые автотрофы должны были бы быть с самого начала очень сложными организмами, а согласно теории эволюции, сложные организмы развиваются в течение длительного времени из менее сложных, постепенно усложняясь.
Более вероятно, что развитие началось с менее сложных организмов, которые не могли синтезировать пищу. К настоящему времени доказательств в пользу этой гипотезы почти нет, хотя теоретически автотрофный путь развития жизни вполне возможен.
В настоящее время наибольшее количество доказательств получено в пользу гетеротрофной гипотезы происхождения жизни. Впервые современная гипотеза о
происхождении жизни была опубликована советским биохимиком А.И.Опариным в 1924 г. Несколько позже, в 1929 г., к тем же представлениям пришел английский
ученый Джон Холдейн. Эта гипотеза была подтверждена последующими научными исследованиями в разных областях биологии и химии. Согласно этой гипотезе, первым этапом на пути возникновения жизни на Земле стал абиогенный (небиологический) синтез
органических молекул из неорганических. В 1953 г. американские ученые Миллер и Юри в сконструированном ими аппарате из смеси газов (CH4, NH3 и H2) при пропускании высокого электрического разряда получили в кипящей жидкости различные органические соединения. Они имитировали условия, существовавшие на Земле 4 000 млн лет тому назад. В жидкости были обнаружены мочевина, мочевая кислота, несколько разных
аминокислот. Сходные результаты были получены советскими учеными А.Г.Пасынским и Т.Е.Павловской. Они исследовали влияние ультрафиолетовых лучей в подобных
экспериментах. В течение миллионов лет возникали и разрушались бесчисленные варианты новых соединений - от простых до самых сложных и высокомолекулярных: могли быть углеводы, жиры, белки, нуклеиновые кислоты. Органические вещества были вначале в воде разбавленного раствора, а затем сгущались. Американский ученый
Сидней В.Фокс в 1957 г. высказал предположение о том, что аминокислоты могут соединяться, образуя пептидные связи в отсутствии воды (дегидратационный синтез).
Дальнейший этап эволюции должен был состоять в соединении молекул с образованием того, что А.И.Опарин и Д.Холдейн назвали “питательным бульоном”. А.И.Опарин считал
наиболее вероятным самопроизвольное концентрирование высокомолекулярных органических веществ с образованием капелек, называемых коацерватами - скоплениями белков или белковоподобных веществ. Поэтому вторым этапом на пути возникновения
жизни на Земле был процесс концентрирования органических веществ. Между капельками коацерватов происходит некоторая взаимосвязь: каждая коацерватная
капля может увеличиваться в размерах (сходно с процессом роста клеток), возможно они способны выделять какие-то продукты химических реакций, происходящих внутри, в
окружающую ее среду, и даже между коацерватами может происходить нечто, напоминающее борьбу за существование. Но они еще не являются живыми объектами, они не обладают способностью к самовоспроизведению. Третий, последний этап - возникновение самовоспроизводства молекул. Образовавшиеся полипептиды не обладают способностью к самовоспроизводству и тем самым закреплять приобретенную в
результате химическую структуру, которая может выполнять определенную функцию. Нуклеиновые кислоты в отличие от белков способны к репликации, т.е. созданию новых
копий, неотличимых от материнских молекул. В 1982 г. американский биохимик Т.Чек открыл каталитическую активность РНК, что позволяет предположить, что молекулы РНК были первыми биополимерами на Земле. Наличие кодирующих белков молекул РНК и ДНК и белков-ферментов, катализирующих процессы репликации нуклеиновых кислот, позволяет образовываться системам с обратной связью. Такие системы уже обладают
некоторыми признаками жизни, но поскольку они не имеют мембраны, не могут быть названы живыми организмами. Биомембраны могли образоваться на поверхности водной
пленки, но этот процесс во многом еще не ясен. Образование биомембраны и формирование ее структуры продолжалось много миллионов лет. Эволюционно закреплялись лишь такие системы, которые были способны к саморегуляции и самовоспроизведению. Полагают, что это и были первые живые организмы -
пробионты. На основании имеющихся на сегодняшний день знаний о составе
древней атмосферы Земли можно сделать вывод о том, что первые организмы были анаэробными гетеротрофами, затем мог появиться, скорее всего у анаэробных бактерий,
способных к азотфиксации, бактериальный фотосинтез. Но это был бескислородный фотосинтез, поскольку первые фотосинтезирующие бактерии могли получать водород путем расщепления органики или сероводорода. И лишь цианобактерии (цианобактерии, или синезеленые) первыми перешли к фоторасщеплению воды. При таком фотосинтезе стал выделяться кислород как побочный продукт. Этот кислород не только насытил воду, но стал выделяться и в атмосферу. Такой поворот событий вызвал коренное изменение хода эволюции, лик Земли стал изменяться. Появление озонового экрана защитило
первичные организмы от ультрафиолетового облучения и положило конец абиогенному синтезу органических веществ. До этого момента вода защищала первые живые
организмы от интенсивного солнечного излучения, а с появлением озонового слоя жизнь “вышла” из воды и распространилась по всей поверхности Земли.
( http://bril2002.narod.ru/ob4.html)
2) Как Дарвин объяснил появление жизни на Земле
Согласно эволюционной модели, развитие органического мира Земли от "микроба к человеку" осуществлялось в результате взаимодействия трёх основных факторов: изменчивости, наследственности и естественного отбора. Благодаря этим факторам организмы в процессе развития постепенно накапливают всё новые приспособительные признаки, что в конечном итоге ведёт к образованию новых видов, родов, семейств, отрядов, классов, типов и царств (вопреки этой гипотезе, новые виды возникали внезапно, им не предшествовали длинные цепи промежуточных звеньев).
В поддержку гипотезы эволюции сразу же было предложено 2 аргумента: рудиментарные органы и теория эмбриональной рекапитуляции.
Так был составлен список из 180 человеческих рудиментов - органов, якобы утративших своё назначение в процессе его развития из низших форм, т.е. органов которые человеку уже не нужны и их можно удалить. Однако, по мере изучения этих рудиментов (например, аппендикса), учёные вычёркивали из списка орган за органом, пока не вычеркнули практически все. Спустя 150 лет, физиологи не считают бесполезным ни один из человеческих органов, якобы полностью утративший свои функции. Поэтому наличие т.н. "рудиментарных" органов не может служить доказательством гипотезы эволюции, согласно предсказаниям которой должны появляться новые (нарождающиеся) органы, но их нет!
Довольно скоро приказала долго жить и т.н.
Итак, нет достоверных окаменелостей, т.е. ни скелетов ни их частей, которые свидетельствовали бы, что человек развился из обезьяны. Но может человек является средоточием иных органов, возникших в результате эволюции, окаменелости которых нельзя обнаружить?
За ответом можно обратиться к самому создателю эволюционного учения ЧарльзуДарвину. В своей книге "Происхождение видов" он писал: "В высшей степени абсурдным, откровенно говоря, может показаться предположение, что путем естественного отбора мог образоваться глаз со всеми его неподражаемыми изобретениями для регуляции фокусного расстояния, для регулирования количества проникающего света, для поправки на сферическую и хроматическую аберрацию".
При этом, Дарвин не знал, что человеческий глаз, как крошечная телекамера (диаметром всего около 24 мм и массой - 7,5 грамм), невероятно сложно устроен и может одновременно обрабатывать около 1,5 миллиона изображений, передаваемых в мозг с помощью 137 миллионов нервных окончаний. Поэтому, после правильного предположения об абсурдности образования глаза путём естественного
отбора, Дарвин, для спасения своей теории эволюции, использовал отвлекающий нечестный приём, обратившись к философии науки.
"Но когда в первый раз была высказана мысль, что солнце стоит, а земля вертится вокруг него, здравый человеческий смысл тоже объявил ее ложной; однако каждый философ знает, что старое изречение Vox populi - vox Dei не может пользоваться доверием в науке."
Верно, солнце не стоит и земля вертится (при чём здесь это?), но ... человеческий
глаз никак не мог развиться путём естественного
отбора или мутаций, так как бесполезен без хотя бы одного компонента: роговицы, сетчатки, хрусталика, стекловидного тела, центральной ямки, зрительного нерва и пр. Более того, сам глаз совершенно бесполезен без приёмника видеосигналов (зрительной коры головного мозга) и сложного вычислительного аппарата для обработки поступающей в него информации.
Вышеприведенное утверждение можно с полным основанием отнести не только к другим органам человека, например, мозгу или сердцу, но и к его первоэлементу - клетке, мельчайшему органу размером около 0,01 мм (10 микрон!!).
Я называю клетку органом не случайно, так как это огромный химический завод, микровселенная, содержащая триллионы молекул со сложнейшими связями и 40 тысячами функций. В последнем, заключается неразрешимая для религиозных материалистов проблема, которая называется "
проблемой
несократимой
сложности
" ("irreduciable complexity"): из ВСЕХ функций клетки нельзя сократить НИ ОДНОЙ, недопустимо разорвать ни одну связь, иначе клетка погибнет. Такая система неподдающейся снижению сложности должна возникнуть сразу, целиком, чтобы выполнить своё назначение.
3)Факторы эволюции
1. Антропогенез — длительный исторический процесс становления человека, который происходит под влиянием биологических и социальных факторов. Сходство человека с млекопитающими — доказательство его происхождения от животных.
2. Биологические факторы эволюции человека — наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор. 1) Появление у предков человека S-образного позвоночника, сводчатой стопы, расширенного таза, прочного крестца — наследственные изменения, которые способствовали прямохождению; 2) изменения передних конечностей — противопоставление большого пальца остальным пальцам — формирование руки. Усложнение строения и функций головного мозга, позвоночника, руки, гортани — основа формирования трудовой деятельности, развития речи, мышления.
3. Социальные факторы эволюции — труд, развитое сознание, мышление, речь, общественный образ жизни. Социальные факторы — основное отличие движущих сил антропогенеза от движущих сил эволюции органического мира.
Главный признак трудовой деятельности человека — способность изготавливать орудия труда. Труд — важнейший фактор эволюции человека, его роль в закреплении морфологических и физиологических изменений у предков человека.
4. Ведущая роль биологических факторов на ранних этапах эволюции человека. Ослабление их роли на современном этапе развития общества, человека и возрастание значения социальных факторов.
5. Стадии эволюции человека: древнейшие, древние, первые современные люди. Ранние стадии эволюции — австралопитеки, черты их сходства с человеком и человекообразными обезьянами (строение черепа, зубов, таза). Находки остатков человека умелого, его сходство с австралопитеками
6. Древнейшие люди — питекантроп, синантроп, развитие у них лобных и височных долей мозга, связанных с речью, — доказательство ее зарождения. Находки примитивных орудий труда — доказательство зачатков трудовой деятельности. Черты обезьян в строении черепа, лицевого отдела, позвоночника древнейших людей.
7. Древние люди — неандертальцы, их большее сходство с человеком по сравнению с древнейшими людьми (больший объем мозга, наличие слаборазвитого подбородочного выступа), использование более сложных орудий труда, огня, коллективная охота.
8. Первые современные люди — кроманьонцы, их сходство с современным человеком. Находки разнообразных орудий труда, наскальных рисунков — свидетельство высокого уровня их развития.
4)Роль философии в эволюции и ее влияние
9)Почему без бактерий невозможна жизнь на Земле?
Значение бактерий в природе и в жизни человека
Полезная деятельность бактерий.
Бактерии играют важную роль на Земле. Они принимают самое активное участие в круговороте веществ в природе. Все органические соединения и значительная часть неорганических подвергаются с помощью бактерий существенным изменениям. Эта их роль в природе имеет глобальное значение.
Появившись на Земле раньше всех организмов (более 3,5 млрд лет назад), они создали живую оболочку Земли и продолжают активно перерабатывать живое и мертвое органическое вещество, вовлекая продукты своего обмена в круговорот веществ. Круговорот веществ в природе является основой существования жизни на Земле.
Распад всех растительных и животных остатков и образование перегноя и гумуса тоже производится в основном бактериями. Бактерии – мощный биотический фактор в природе
Огромное значение имеет почвообразовательная работа бактерий. Первая почва на нашей планете была создана бактериями. Однако и в наше время состояние и качество почвы зависят от функционирования почвенных бактерий.
Особенно важны для плодородия почвы так называемые азотфиксирующие клубеньковые бактерии-симбионты бобовых растений. Растения обеспечивают бактерии органическими питательными веществами, а те дают растениям азот.
Бактерии очищают грязные сточные воды, расщепляя органические вещества и превращая их в безвредные неорганические. Это свойство бактерий широко используется в работе очистных сооружений.
Брожение известно людям с незапамятных времен. Тысячелетиями они использовали молочнокислое брожение при изготовлении различных молочных продуктов, сыров;
спиртовое брожение – при изготовлении вина, в пивоварении, квашении капусты, приготовлении уксуса. При этом не подозревали, что брожение – результат жизнедеятельности бактерий.
Свеженадоенное молоко задерживает размножение бактерий. Со временем оно теряет это свойство. Спустя два часа после дойки в 1 см3 молока 18 600 микробов, а через 6 часов их в 20 раз больше. В молоке быстро размножаются бактерии.
Полезными являются молочнокислые бактерии, которые в процессе жизнедеятельности выделяют молочную кислоту. Эта кислота препятствует развитию других бактерий. Молочнокислые бактерии вызывают образование молочнокислых продуктов – простокваши, кефира, йогурта и т.д.
При болезненных явлениях, когда деятельность гнилостных бактерий в кишечнике повышена, полезно применять, как советовал И.И. Мечников, кислое молоко.
С давних времен в Индии существует рекомендация из Аюр Веды: «Пей кислое молоко – и проживешь долго».
Видеоматериал №3 «Изготовление йогурта»
Разработан распадающийся в почве биопластик.
Компания «Метаболикс» в Кембридже (штат Массачусетс) начинает производство биопластика Мирэль, который распадается в почве под воздействием микроорганизмов. Мираэль сохранят устойчивость при температуре до 140 градусов по Цельсию и является на сегодняшний день самым устойчивым к высоким температурам биопластиком.
На сегодня, наиболее распространенный биопластик - полилактата, но размягчается при температуре 60 градусов, что ограничивает его применение.
Мираэль сделан из вещества, которое производят генетически модифицированные бактерии. Питаясь глюкозой из кукурузного крахмала, бактерии создают вещество, из которого можно получить либо гибкую пленку, либо твердое кристаллическое вещество
8) Почему вирусы не относят к классам организма?
В течение последних 100 лет ученые не раз меняли свое представление о природе вирусов, микроскопических переносчиков болезней.
Вначале вирусы считали ядовитыми веществами, затем - одной из форм жизни, потом - биохимическими соединениями. Сегодня предполагают, что они существуют между живым и неживым мирами и являются основными участниками эволюции.
В конце XIX века было установлено, что некоторые болезни, вызывают частицы, похожие на бактерии, но гораздо более мелкие. Поскольку они имели биологическую природу и передавались от одной жертвы к другой, вызывая одинаковые симптомы, вирусы стали рассматривать как мельчайшие живые организмы, несущие генетическую информацию.
Низведение вирусов до уровня безжизненных химических объектов произошло после 1935 г., когда Уэнделл Стэнли (Wendell Stanley) впервые закристаллизовал вирус табачной мозаики. Обнаружилось, что кристаллы состоят из сложных биохимических компонентов и не обладают необходимым для биологических систем свойством - метаболической активностью. В 1946 г. ученый получил за эту работу Нобелевскую премию по химии, а не по физиологии или медицине.
Дальнейшие исследования Стэнли четко показали, что любой вирус состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), упакованной в белковую оболочку. Помимо защитных белков у некоторых из них есть специфические вирусные белки, участвующие в инфицировании клетки. Если судить о вирусах только по этому описанию, то они действительно больше похожи на химические субстанции, чем на живой организм.
Но когда вирус проникает в клетку (после чего ее называют клеткой-хозяином), картина меняется. Он сбрасывает белковую оболочку и подчиняет себе весь клеточный аппарат, заставляя его синтезировать вирусные ДНК или РНК и вирусные белки в соответствии с инструкциями, записанными в его геноме. Далее происходит самосборка вируса из этих компонентов и появляется новая вирусная частица, готовая инфицировать другие клетки.Такая схема заставила многих ученых по-новому взглянуть на вирусы. Их стали рассматривать как объекты, находящиеся на границе между живым и неживым мирами. Интересен следующий факт: при том, что долгое время биологи рассматривали вирус как "белковую коробку", наполненную химическими деталями, они использовали его способность к репликации в хозяйской клетке для изучения механизма кодирования белков. Современная молекулярная биология во многом обязана своими успехами информации, полученной при изучении вирусов.
Вирусы - это паразиты, которые почти целиком зависят от клетки-хозяина. Они используют его энергию, необходимую для синтеза нуклеиновых кислот и белков, для дальнейших видоизменений этих белков и их адресной доставки. Без этого вирусы не могли бы размножаться и распространяться в среде. И тогда напрашивается вполне резонный вывод: несмотря на то, что все процессы в клетке после инфицирования регулируются вирусом, сам он - неживой объект, паразитирующий на живых системах с автономным метаболизмом.
Бактерия же - живой организм, и хотя она состоит всего из одной клетки, она может вырабатывать энергию и синтезировать вещества, обеспечивающие ее существование и воспроизведение. Что в этом контексте можно сказать о семени? Не всякое семя проявляет признаки жизни. Однако, находясь в покое, оно содержит тот потенциал, который получило от несомненно живой субстанции и который при определенных условиях может реализоваться. В то же время семя можно необратимо разрушить, и тогда потенциал останется нереализованным. В этом плане вирус больше напоминает семя, чем живую клетку: у него есть некие возможности, которые могут и не осуществиться, однако нет способности к автономному существованию.
6)Что свидетельствует появлению человека от животнного
Еще в античное время человек признавался «родственником» животных. К. Линней в своей «Системе природы» поместил его вместе с высшими и низшими обезьянами в один отряд приматов. Ч. Дарвин на многочисленных примерах в специальном труде «Происхождение человека и половой отбор» показал близкое родство человека с высшими антропоидными обезьянами.
Человек разумный (Homo sapiens) относится к типу Хордовые, подтипу Позвоночные, классу Млекопитающие, подклассу плацентарные, отряду приматы, семейству гоминиды.
С хордовыми человека роднит: наличие хорды на ранних эмбриональных стадиях, нервной трубки, лежащей над хордой, жаберных щелей в стенках глотки, сердца на брюшной стороне под пищеварительным фактом.
Принадлежность человека к подтипу позвоночных определяется замещением хорды позвоночником, развитым черепом и челюстным аппаратом, двумя парами конечностей, головным мозгом, состоящим из пяти отделов.
Наличие волос на поверхности тела, пяти отделов позвоночника, сальных, потовых и млечных желез, диафрагмы, четырехка-мерного сердца, сильно развитая кора головного мозга и теплокровность свидетельствуют о принадлежности человека к классу млекопитающих.
Развитие плода в теле матери и питание его через плаценту — особенности, характерные для подкласса плацентарных.
Наличие передних конечностей хватательного типа (первый палец противопоставлен остальным), хорошо развитых ключиц, ногтей на пальцах, одной пары сосков млечных желез, замена в онтогенезе молочных зубов на постоянные, рождение, как правило, одного детеныша позволяют отнести человека к приматам.
Более частные признаки, такие как сходная структура мозгового и лицевого отделов черепа, хорошо развитые лобные доли головного мозга, большое число извилин на полушариях головного мозга, наличие аппендикса, исчезновение хвостового отдела позвоночника, развитие мимической мускулатуры, четыре основные группы крови, сходные резус-факторы и другие признаки, сближают человека с человекообразными обезьянами. Антропоиды также болеют многими инфекционными болезнями, присущими человеку (туберкулез, брюшной тиф, детский паралич, дизентерия, СПИД и др.). У шимпанзе встречается болезнь Дауна, возникновение которой, как и у человека, связано с присутствием в кариотипе животного третьей хромосомы по 21 -й паре. Близость человека к антропоидам прослеживается и по другим признакам.
В то же время между человеком и животными, в том числе и человекообразными обезьянами, существуют коренные отличия. Только человек имеет истинное прямохождение. В силу вертикального положения скелет человека имеет четыре резких изгиба позвоночника, опорную сводчатую стопу с сильно развитым большим пальцем, плоскую грудную клетку.
Гибкая кисть руки — органа труда — способна выполнять самые разнообразные и высокоточные движения. Мозговой отдел черепа значительно преобладает над лицевым. Площадь коры больших полушарий и объем головного мозга значительно выше, чем у человекообразных обезьян. Человеку присуще сознание и образное мышление, с чем связана такая деятельность, как конструирование, живопись, литература, наука. Наконец, только люди могут общаться друг с другом при помощи речи. Эти особенности строения, жизнедеятельности и поведения человека —результат эволюции его животных предков.
5)Описать животных, которые вначале жили в воде а потом вышли на сушу
Найденная в Канаде доисторическая рыба помогает понять, как же все-таки рыбы смогли выйти на сушу. Очевидно, для этого рыбам нужно было превратить плавники в ноги, научиться дышать воздухом, скинуть с себя лишний груз кожных костей и чешуй — и вперед. Однако легче сказать, чем сделать, так как на этом эволюционном пути рыбам пришлось искать решения многих инженерных и биологических задач. С такой кучей за один раз не справиться, и понятно, что эволюция шла постепенно через ряд промежуточных стадий. Однако животных, промежуточных между рыбами и ранними четвероногими, найдено не было. Теперь такое животное стало известно.
На территории арктической Канады в отложениях позднего девона (около 380 млн лет назад) южной части острова Элсмир американские палеонтологи Эдвард Дешлер, Нейл Шубин и Фариш Дженкинс откопали замечательную рыбу. Ее назвали тиктаалик (Tiktaalik), что на языке эскимосов, населяющих эту часть арктической Канады, означает "большая пресноводная рыба, живущая на мелководье". Плоская, покрытая крупной чешуей рыба с крокодильей головой, на которой сверху сидят глаза, впереди две ноздри и большая зубастая пасть. У этой рыбы часть черт сходна с древними кистеперыми рыбами, а другие признаки сближают ее с первыми четвероногими (тетраподами). Рыбьи признаки — это чешуя, плавниковые лучи, почти такие же, как у кистеперых, сложная нижняя челюсть и небные кости. А "четвероногие" признаки — укороченный череп, отделенная от пояса передних конечностей и потому относительно мобильная голова, локтевой и плечевой суставы.
Так реконструировали тиктаалика авторы открытия. Вид сверху и сбоку (изображение: статья в Nature)
Чтобы рыбе превратиться в земноводное, ей нужно, во-первых, научиться ходить, во-вторых, дышать без помощи жаберных крышек, в-третьих, для выхода на сушу нужно максимально облегчить тело, чтобы справляться с гравитацией без помощи архимедовой силы, и придумать, как защитить волочащееся по земле брюхо. В позднем девоне многие рыбы одновременно и независимо пытались решить эти задачи. Тиктаалик успешно справился с большей их частью. Свои плавники эта рыба использовала не только для плавания, но и для хождения по дну. Анализ скелета предплечья и пястной области позволил ученым показать, что плавник мог занимать несколько стабильных положений, одно из которых предполагало приподнятое над грунтом тело животного.
У рыб скелет плавника крепится к поясу конечности, который в свою очередь прикреплен к скелету жаберной крышки. И рыбам это удобно: они синхронизируют движения жаберной крышки и грудных плавников и таким образом дышат. Зато головой просто так повертеть нельзя: поскольку жаберная крышка крепится к голове, то движение головой отзовется дерганьем плавников. У тиктаалика почти все кости жаберной крышки исчезли, так что голова получила свободу и независимость. Утратившее функциональность сочленение остатков жаберной крышки с головой тоже получило свободу и начало медленное, но крайне важное для всех наземных четвероногих путешествие внутрь черепа, превращаясь потихоньку в крошечные слуховые косточки (хотя завершится это превращение гораздо позже).
Строение передних конечностей у древних кистеперых рыб (слева от тиктаалика) и древнейших земноводных (справа от него) (изображение: статья в Nature)
Но как теперь тиктаалику дышать, если нет жаберной крышки и грудные плавники больше не вентилируют жабры? Эта рыба дышала через дыхательные отверстия, расположенные на конце плоской и широкой морды. Воду, а возможно и атмосферный воздух, в легкие нагнетали не жаберные крышки, а щечные помпы. Этому способствовала и широкая форма морды этих рыб, очень похожая на крокодилью. Нужно отметить, что это изобретение было сделано и другими представителями древних кистеперых рыб, например пандерихтисом (Panderichthys), так что тут тиктаалику гордиться нечем
Ребра, уплощенные и налегающие друг на друга, помогали тиктаалику укрепить позвоночный столб и брюхо, а окостеневшие соединения позвонков делали позвоночник менее подвижным. Это всё способствовало ходячему образу жизни, а не только плавающему.
Ихтиостега (Ichthyostega) — все-таки уже четвероногое, а не рыба (хоть и с рыбьим хвостом). Тиктаалик имеет полное право претендовать на звание переходной формы между продвинутыми кистеперыми рыбами, подобными эустеноптерону, и примитивными земноводными, подобными ихтиостеге (реконструкция ихтиостеги в витрине Московского палеонтологического музея) (фото: macroevolution.narod.ru)
Палеоэкологическая интерпретация местонахождения тиктаалика рисует нам мелкие, слабопроточные пресные водоемы субтропического или тропического пояса. Возможно, эти водоемы могли пересыхать, и тиктаалик был вынужден приспосабливаться к жизни в таких условиях, где вода больше не служит опорой для тела, где приходится дышать без помощи жабр атмосферным воздухом.
Читая описание этой рыбы и ее местообитания, так и хочется назвать эту рыбу переходным звеном между рыбами и земноводными. Тут тебе и ребра, и весьма похожий на лапу плавник, и редукция жаберной крышки... Но сами авторы статьи справедливо отмечают, что тетраподные черты существовали в тех или иных наборах у многих рыб, просто у тиктаалика их больше всего. Например, весьма успешно ходить по дну на четырех плавниках, приподнимая тело над грунтом, умели не только кистеперые, но и многие другие рыбы. Так что четвероногость и хождение как таковое возникли много раньше самих четвероногих. Тетраподные новшества появлялись, по-видимому, параллельно — и у эстуарных, и у пресноводных групп. Я обращаю внимание на этот факт, чтобы еще раз напомнить, что законы эволюции еще не поняты до конца и многие известные факты требуют переосмысления. И новые ископаемые находки именно сейчас оказываются как нельзя более кстати.
P. S. В настоящее время появились подозрения, что древнейшие тетраподы ихтиостега и акантостега (вероятные потомки тиктаалика) не являются прямыми предками позднейших земноводных, а относятся к некой тупиковой ветви. Та же история и с археоптериксом, который, по-видимому, не является прямым предком современных птиц, а тоже относится к некой тупиковой ветви динозавров, вставших на путь "оптичивания".
Палеонтологам хорошо известно, что многие крупнейшие эволюционные "прорывы" (такие, как выход рыб на сушу, происхождение членистоногих, птиц, млекопитающих, покрытосеменных растений и др.) осуществлялись как бы "совместными усилиями" нескольких параллельно развивавшихся линий, которые независимо одна от другой приобретали сходные прогрессивные черты. Для таких явлений придумали даже специальные названия (так, вместо "происхождения млекопитающих" часто говорят о "процессе маммализации зверообразных рептилий", вместо "происхождения птиц" — об "орнитизации архозавров"). Одним словом, многочисленные параллелизмы при переходе на новый, более высокий эволюционный уровень — не исключение, а правило..