о чем свидетельствуют различия зародышей и их различия
Эмбриологические доказательства эволюции
Растения, животные, тело человека состоят из клеток. Такое сходство в строении тела всех живых существ является доказательством того, что все они произошли от одного предка. Наличие в клетках растений, животных и человека мембраны, цитоплазмы, ядра, цитоплазматических органоидов: эндоплазматической сети, рибосом, митохондрий, аппарата Гольджи, общность генетического кода у всех живых существ также свидетельствуют о единстве происхождения различных представителей органического мира. Индивидуальное развитие всех многоклеточных животных начинается с оплодотворённой яйцеклетки — зиготы. При этом наблюдается деление зиготы, формирование двух- и трёхслойного зародыша, из зародышевых листков образование различных органов.
История изучения
Анализ онтогенезов позвоночных животных впервые дал Карл Бэр. Ковалевский изучил онтогенезы морского ежа, ланцетника и асцидии — промежуточных групп между позвоночными и беспозвоночными. Э. Геккель и И. Мюллер сформулировали биогенетический закон.
А. Н. Северцов показал пути изменения онтогенезов и сформулировал теорию филэмбриогенезов.
Сходство стадий эмбриогенеза
При сравнении эмбрионального развития бросается в глаза сходство ранних этапов индивидуального развития у животных, относящихся к одному типу или классу. Так, у представителей позвоночных (рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих) на ранних этапах эмбрионального развития голова, тело, хвост, жаберные щели очень похожи.
По мере развития зародыша сходство между эмбрионами животных различных классов уменьшается. У них начинают появляться признаки и свойства, присущие определённому классу, отряду, семейству, роду и виду. Так, зародыши гориллы и человека вначале очень похожи друг на друга, однако на последующих стадиях эмбрионального развития у зародыша человека наблюдается выпячивание лобных, а у зародыша гориллы — челюстных костей. Материал с сайта http://wikiwhat.ru
Следовательно, у зародышей каждого животного на ранних стадиях эмбрионального развития появляются признаки, присущие крупной систематической группе, а на последующих этапах — более мелкой. Другими словами, в период эмбрионального развития происходит расхождение признаков от общего к частному (рис. 44). Онтогенезы позвоночных животных (акула, кистеперая рыба, саламандра, ящерица, курица, шимпанзе, человек) показаны на рисунке 117.
Биогенетический закон
Приведённые выше факты свидетельствуют о том, что каждая особь в своём индивидуальном развитии — в онтогенезе — вкратце повторяет историю развития своих предков. Краткое повторение филогенеза в онтогенезе называется биогенетическим законом.
О чем свидетельствуют различия зародышей и их различия
Подробное решение параграф § 15 по биологии для учащихся 11 класса, авторов А.В. Теремов, Р.А. Петросова Углубленный уровень 2017
Вопрос. Рассмотрите рис. 50–59. О чём свидетельствуют сходство зародышевого развития позвоночных животных, наличие у организмов гомологичных и аналогичных органов, рудиментов и атавизмов?
Ответ. 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. Об этом же говорит наличие у организмов гомологичных и аналогичных органов, рудиментов и атавизмов
Вопрос 1. В чём сущность биогенетического закона? Кто его авторы? Кем и как была уточнена его первоначальная формулировка? Каково значение закона для изучения эволюции? Приведите соответствующие примеры.
Ответ. В 1864 г. немецкий учёный Фриц Мюллер (1821–1897), проведя ряд наблюдений за развитием ракообразных, предположил, что их предки могли быть похожи на современные формы личинок. Эти исследования позволили ему установить связь между историческим и индивидуальным развитием организмов и сделать важный вывод: индивидуальное развитие (онтогенез) повторяет историческое развитие вида (филогенез). Позднее Эрнст Геккель (1834–1919) сформулировал это обобщение в виде биогенетического закона: онтогенез особи есть краткое и быстрое повторение филогенеза. Закон Геккеля – Мюллера имеет большое значение для установления родственных связей между организмами.
Позднее формулировка биогенетического закона была дополнена и уточнена русским учёным Алексеем Николаевичем Северцовым (1866–1936). Он установил, что в онтогенезе повторяются не взрослые формы предков, а их эмбриональные стадии, причём в процессе индивидуального развития некоторых организмов отдельные стадии могут выпадать. Кроме того, возникают новообразования, которые отсутствуют у зародышей предков. Таким образом, в индивидуальном развитии одних организмов закладываются новые эволюционные пути развития других. Биогенетический закон позволяет использовать данные, полученные при изучении развития зародышей, для понимания хода эволюции. Но поскольку короткий онтогенез не может воспроизвести все стадии филогенеза, длившегося сотни миллионов лет, то в нем воспроизводятся лишь отдельные эволюционные этапы. У позвоночных на ранних стадиях эмбрионального развития наблюдается большое сходство между представителями различных классов: у всех имеется головной туловищный и хвостовой отделы, зачатки конечностей и жабр. Но в дальнейшем у рыб из зачатков жаберных дуг образуется жаберный аппарат, а у млекопитающих – совершенно иные органы (хрящи гортани и трахеи). Таким образом, в онтогенезе млекопитающих повторяется не строение взрослых рыб, а строение закладок эмбриональных органов.
Вопрос 2. Используя рис. 50, перечислите черты внешнего сходства и различия у зародышей позвоночных животных на разных стадиях развития.
Ответ. Эмбрионы различных классов и видов позвоночных животных обнаруживают в пределах типа большое сходство. Наибольшее сходство имеют зародыши на ранних стадиях развития: общие признаки типа формируются в ходе эмбриогенеза раньше, чем специальные. Так, все эмбрионы позвоночных на первой стадии имеют жаберные щели и двухкамерное сердце. Затем появляются черты строения, характерные для каждого класса, и лишь на более поздних стадиях формируются особенности конкретного вида
Вопрос 3. У высших позвоночных животных в эмбриогенезе закладываются жаберные щели с жаберными артериями и венами, которые затем зарастают и у взрослого организма отсутствуют. Естественно, что для животных, дышащих лёгкими, жаберные щели не могут иметь приспособительного значения. Объясните, почему из поколения в поколение у эмбрионов сохраняется этот признак.
Ответ. Повторение структур, характерных для предков, в эмбриогенезе потомков названо рекапитуляциями. Рекапитулируют не только морфологические признаки – хорда, закладки жаберных щелей и жаберных дуг- у всех хордовых, но и особенности биохимической организации и физиологии.
У высших позвоночных рекапитуляции артериальных жаберных дуг происходят с особенностями: все шесть пар дуг никогда не существуют одновременно. В то время, когда две первые дуги закладываются, а затем перестраиваются, последние пары сосудов еще не начинают формироваться. Кроме того, пятая артериальная дуга уже закладывается в виде рудиментарного сосуда, присоединенного обычно к 4-й паре, и редуцируется очень быстро. Рекапитуляции проявляются и в эмбриональном развитии крупных вен.
Генетическая основа рекапитуляции заключена в единстве механизмов генетического контроля развития, сохраняющемся на базе общих генов регуляции онтогенеза, которые достаются родственным группам организмов от общих предков.
Вопрос 4. Что такое гомологичные и аналогичные органы? В чём их сходство и различие? Перечертите в тетрадь и заполните таблицу.
Ответ. Гомологичные органы (от греч. homologia – соответствие, согласие) имеют сходный план строения и развиваются из одинаковых зародышевых зачатков. Они выполняют как сходные, так и различные функции. Примером гомологичных органов являются передние конечности представителей разных групп позвоночных животных, имеющие общий план строения независимо от выполняемых функций Аналогичные органы (от греч. analogia – соответствие, сходство, подобие) – морфологически сходные органы, выполняющие одинаковые функции, но не имеющие единого плана строения и развивающиеся из разных зародышевых зачатков. Они свидетельствуют о сходстве приспособлений к одинаковым условиям среды, возникающих у разных организмов в ходе эволюции. Примеры аналогичных органов у животных – жабры рака и рыбы, крылья бабочки и птицы, бегательные конечности собаки и жука.
Гомология и аналогия у животных и растений
Вопрос 5. Что такое рудименты и атавизмы? Приведите примеры рудиментов и атавизмов. В чём их принципиальное различие?
Ответ. Рудиментарные органы, или рудименты (от лат. rudimentum – зачаток, первооснова) – это сравнительно упрощённые или недоразвитые образования, утратившие своё первоначальное значение. Они закладываются в период эмбрионального развития организма, но полностью не развиваются. Рудименты тазового пояса кита и конечностей питона подтверждают факт происхождения этих животных от наземных предков с развитыми конечностями. Однако рудиментарные тазовые косточки кита выполняют совершенно иную функцию – они связаны с мышцами мочеполовой системы. К рудиментам относят также грифельные косточки в конечности лошади, первый и третий пальцы в крыле птицы, волосяной покров на теле человека.
Примером рудиментов у растений могут служить цветочные чешуи и плёнки в цветке злаков, редуцированный околоцветник у ветроопыляемых растений. Рудиментарными листьями являются чешуйки на корневищах ландыша, купены. Атавизм (от лат. atauus – предок) – явление возврата к признакам предков, проявляющееся у отдельных особей. Например, появление трёхпалой конечности у жеребят, многососковость у человека.
Принципиальное различие заключается в том, что рудименты имеются всегда и у всех организмов, а вот атавизмы проявляются только у отдельных особей.
Вопрос 6. Объясните с позиций молекулярной биологии и генетики наличие у организмов рудиментарных органов и появление атавизмов.
Ответ. Рудименты заложены в генетический аппарат всех ныне существующих организмов и проявляются в онтогенезе. Наличие рудиментов объясняется постепенной утратой нормально развитых у предков органов, которые в процессе эволюции потеряли своё первоначальное значение, недоразвились или видоизменились.
Атавизмы. Причина появления атавизмов кроется в наличии у особей «генов предков», ответственных за данный признак. В норме их действие блокируется генами-репрессорами, но когда репрессоры перестают выполнять свои функции, гены активизируются, что приводит к появлению атавизмов. Иногда это бывает связано с общей задержкой онтогенеза. В отличие от рудиментов, которые встречаются у всех особей определённого вида, атавизмы появляются внезапно только у единичных представителей.
О чем свидетельствуют сходства зародышей и их различия
Ответ:
Объяснение:
Общая характеристика типа
Членистоногие —самый многочисленный тип царства Животные, далекими предками которого были кольчатые черви. Представители типа заселили не только морские и пресные водоемы, но и наземную поверхность, почву и воздушную среду. К жизни в наземной среде приспособились членистоногие трех классов: Паукообразные, Насекомые и Многоножки.
Характерные черты организации членистоногих следующие:
1. Тело сегментировано и дифференцировано на три отдела: голову, на которой размещаются рот и органы чувств, грудь, выполняющую в основном двигательную функцию, и брюшко, заключающее большую часть внутренних органов. У некоторых групп членистоногих голова сливается с грудью.
2. Членистые конечности подвижно соединены с телом и представляют собой многочленные рычаги, способные к сложным движениям. Членики конечностей подвижны благодаря наличию суставов. Конечности обеспечивают разнообразные виды движений — ходьбу, бег, прыгание, плавание, а также выполняют ряд других функций — захват и измельчение пищи,дыхание, осязание и др.
6. Кровеносная система незамкнутая. Сердце представляет собой расположенную на спинной стороне тела трубку, разделенную перегородками на несколько камер, которые сокращаются последовательно друг за другом, перекачивая гемолимфу.
7. Органами дыхания являются жабры, а у наземных —легочные мешки и трахеи.
8. Органы выделения — видоизмененные метанефридии («зеленая» железа раков), у наземных —мальпигиевы сосуды — многочисленные замкнутые короткие эпителиальные трубочки, открывающиеся на границе между средней и задней кишкой. Продукты выделения из полостной жидкости (гемолимфы) попадают в мальпигиевы сосуды, а из них — в заднюю кишку.
9. Нервная система построена по типу брюшной нервной цепочки кольчатых червей. Ее отличительной чертой является уменьшение числа парных брюшных ганглиев вследствие их слияния друг с другом в связи с укорочением тела или малыми размерами животного. У общественных насекомых значительного развития достигают надглоточные ганглии — «мозг», который служит основой формирования сложных форм врожденного поведения. Хорошо развиты различные органы чувств: осязания, вкуса, обоняния, зрения, равновесия, слуха. 10. Членистоногие —раздельнополые животные, многим из них свойственен половой диморфизм. Оплодотворение внутреннее. Постэмбриональное развитие у некоторых прямое, у большинства — с неполным или полным метаморфозом. Некоторые насекомые приобрели способность на разных стадиях онтогенеза существовать в двух средах — водной и наземной.
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?
В. Изложите сущность закона зародышевого сходства К. Бэра.
Приложение1
Рис. 1. Сходство зародышей разных классов позвоночных на разных этапах (I—III) онтогенеза.
Приложение 2
Эмбриологические доказательства. Образование половых клеток, гаметогенез сходен у всех многоклеточных организмов, и все организмы развивались из одной диплойдной клетки(зиготы) Это свидетельствует о единстве мира живых организмов. Блестящим доказательством служит сходство зародышей на ранних стадиях развития. Все они имеют хорду, потом позвоночник, жаберные щели одинаковые отделы тела (голову, туловище, хвост). Различия проявляются по мере развития. В начале зародыш приобретает черты характеризующие класс, затем отряд, род и наконец вид, такое последовательное расхождение признаков свидетельствует о происхождении хордовых от общего ствола, давшего в процессе эволюции несколько ветвей. Связь между индивидуальным и историческим развитием организма выразили немецкие ученые Геккель и Мюллер. Генетический закон. Во 2 половине 19 века Геккель и Мюллер установили закон онтогенеза и филогенеза, который получил название биогенетического закона. Индивидуальное развитие особи (онтогенез) кратко повторяет историческое развитие вида. Однако за короткий период индивидуального развития особь не может повторить все этапы эволюции, поэтому повторение происходит в сжатой форме с выпадением ряда этапов, кроме того эмбрионы имеют сходство не со взрослыми формами предков, а с их зародышами. Пример: У зародыша образуются жаберные щели и у млекопитающих и у рыб, но у рыб из них получаются жабры, а у млекопитающих другие органы. Биогеографическое доказательство.
Дополнительная информация.
Факт единства происхождения живых организмов был подтвержден на основе эмбриологических исследований. Все многоклеточные животные развиваются из одной оплодотворенной яйцеклетки. В процессе индивидуального развития они проходят стадии дробления, образования двух- и трехслойного зародышей, формирования органов из зародышевых листков. Сходство зародышевого развития животных свидетельствует о единстве их происхождения.
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).
Приведенные здесь и многие другие примеры указывают на глубокую связь между индивидуальным развитием организмов и их историческим развитием. Эта связь нашла свое выражение в биогенетическом законе, сформулированным Ф. Мюллером и Э. Геккелем в 19 веке: «Онтогенез (индивидуальное развитие) каждой особи есть краткое и быстрое повторение филогенеза (исторического развития) вида, к которому эта особь относится. Таким образом, в индивидуальном развитии животных повторяются признаки не взрослых предков, а их зародышей.
Вывод: ответить на вопрос: о чем свидетельствуют сходства зародышей и их различия?
О чем свидетельствуют различия зародышей и их различия
63. Развитие зародыша человека
Развитие зародыша. Оплодотворение яйцевой клетки происходит в одном из двух яйцеводов, имеющих вид труб. В яйцеводе начинается деление оплодотворенного яйца.
Рис. 144
Тело зародыша (рис. 145 ) соединено с плацентой (1) при помощи пупочного канатика (2), внутри которого проходят кровеносные сосуды. По этим сосудам в плаценту поступает кровь зародыша. Капилляры плаценты соприкасаются с кровью материнского организма, обильно снабжающей матку. Сквозь однослойные стенки капилляров происходит диффузия питательных веществ и кислорода из крови матери в кровь зародыша. Таким же образом происходит отдача кровью зародыша продуктов жизнедеятельности в материнский организм. Стало быть, зародыш имеет самостоятельную кровеносную систему.
Рис. 145
Сходство зародышей человека и животных. Наблюдая развитие многоклеточных животных и человека из оплодотворенного яйца (рис. 146 ), ученые обнаружили, что на первых ступенях этого процесса зародыши имеют вид комочков (1), а затем полых шариков (2), состоящих из делящихся клеток. В ходе дальнейшего развития зародыш приобретает форму мешочка, образованного двумя слоями клеток (3). На этой ступени завершается развитие кишечнополостных. Вы помните, что тело таких животных, например гидры, двухслойно. Но у животных более сложного строения развитие идет дальше: у зародыша образуется третий слой клеток. Затем из каждого слоя начинают формироваться определенные системы органов.
Рис. 146
Особенно велико сходство между развивающимися зародышами позвоночных животных и человека. По рисунку 147 вы можете сравнить отдельные ступени формирования зародышей рыбы, лягушки, ящерицы, шимпанзе и человека. В каждом из горизонтальных рядов изображены зародыши этих организмов, находящихся на одной и той же стадии развития.
Рис. 147
Рассматривая верхний ряд, нетрудно заметить, что у всех зародышей в этой стадии ясно заметны жаберные щели. В дальнейшем они сохраняются только у рыб, которые в последующем формировании все больше отличаются от зародышей других позвоночных. Для всех зародышей среднего ряда, за исключением рыб, характерны длинные хвосты, похожие на хвост пресмыкающегося. Но такой хвост исчезает у зародышей млекопитающих животных и человека, сохраняясь только у пресмыкающихся, например у ящерицы. На более поздней стадии, показанной в нижнем ряду, большое сходство сохраняется только между зародышами млекопитающих, особенно шимпанзе и человека.
На пятом месяце развития все тело человеческого зародыша покрывается мягкой шерсткой, которая вскоре исчезает.
Внимательное изучение зародышевого развития человека наряду с многими другими накопленными наукой фактами неопровержимо доказывает, что человек произошел от некогда живших животных. Подлинно научные знания разоблачают несостоятельность религиозных представлений о создании человека богом.
■ Матка, яйцеводы. Плацента. Пупочный канатик.
? 1. В чем сходство развивающихся зародышей животных и человека? 2. О чем свидетельствует сходство в зародышевом развитии животных и человека?
! 1. Попадает ли кровь из материнского организма в кровеносные сосуды зародыша и оттекает ли кровь зародыша в кровяное русло матери? 2. Приведите факты из изученных вами ранее тем, доказывающие родство человека с животными.