"Биология. Общая биология. Профильный уровень", Захаров В.Б.
Ранние зародыши родственных животных часто похожи, потому что наследуют общий план строения от общего предка. По мере развития у них постепенно проявляются особенности класса и вида — это эмбриональная дивергенция признаков. Сходство зародышей помогает судить об эволюционном родстве, а биогенетический закон связывает индивидуальное развитие организма с историей вида. Однако зародыш не повторяет буквально облик взрослых предков: эволюционная история отражается в развитии неполно и преобразованно.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Зародышевое сходство — сходство ранних зародышей животных родственных групп, отражающее общность их происхождения. Иными словами, на ранних стадиях у потомков общего предка заметны общие черты строения. Это понятие помогает понять, почему развитие зародышей разных животных может начинаться похожим образом.
Эмбриональная дивергенция признаков — постепенное усиление различий между зародышами по мере их развития. Сначала проявляются общие особенности, а позднее — признаки, характерные для отдельных групп. Термин нужен, чтобы описать не внезапное расхождение, а последовательное формирование различий.
Биогенетический закон — положение о том, что индивидуальное развитие организма в сокращённой и изменённой форме отражает историческое развитие вида. Это означает, что в онтогенезе могут сохраняться черты, связанные с эволюционной историей, но они не воспроизводят её буквально. Закон помогает связать наблюдения за зародышами с представлениями об эволюции.
Онтогенез — индивидуальное развитие организма от образования зиготы до смерти. Зигота — клетка, возникающая при слиянии половых клеток и дающая начало новому организму. Понятие онтогенеза задаёт временные рамки индивидуального развития и позволяет сопоставлять его с историей вида.
На ранних стадиях у зародышей родственных животных заметны общие черты, потому что виды унаследовали их от общего предка. Наследуются не только отдельные особенности, но и общий план строения, на основе которого развивается организм. Поэтому сходство может проявляться в строении зародыша ещё до того, как станут различимы многие признаки взрослого животного. Чем ближе родство групп, тем важнее сопоставлять сходство их зародышей на соответствующих стадиях.
Развитие не начинается сразу с формирования всех видовых особенностей. Сначала закладываются черты, общие для крупных групп животных, а затем в ходе дальнейших изменений возникают более частные признаки. Такой порядок связан с тем, что развитие организма проходит через последовательные этапы, и многие особенности зависят от уже сформированных структур. Поэтому признаки класса и вида становятся заметными не одновременно.
На поздних стадиях различия между зародышами усиливаются, поскольку признаки отдельных групп развиваются неодинаково. Одни структуры меняются, другие становятся более выраженными, а некоторые могут сохраняться только у части групп. Так проявляется эмбриональная дивергенция: зародыши постепенно приобретают особенности, связанные с образом жизни и строением взрослых животных. Следовательно, их сходство относительно и зависит от того, на каком этапе развития проводится сравнение.
Биогенетический закон связывает онтогенез отдельного организма с филогенезом — историческим развитием вида. Сходные этапы развития у родственных животных можно объяснить наследованием особенностей от общих предков. Поэтому эмбриологические данные помогают устанавливать родство: значение имеет не просто внешнее подобие, а сходство особенностей развития. Чем согласованнее такие признаки у родственных групп, тем весомее они как свидетельство общего происхождения.
Закон не означает, что зародыш по очереди становится взрослой особью каждого предка. Эволюционная история отражается в онтогенезе сокращённо и преобразованно: одни этапы изменились, другие могли утратить прежний вид, а развитие приспособилось к особенностям современного организма. Поэтому наблюдаемые черты нельзя напрямую принимать за точные копии взрослых древних животных. Биогенетический закон описывает связь развития и эволюции, а не буквальное повторение прошлого.
| Группа позвоночных | Общие признаки ранних зародышей | Признаки, проявляющиеся по мере развития | Значение для понимания родства |
|---|---|---|---|
| Рыбы | Общие черты плана строения позвоночных на ранних стадиях. | Постепенно формируются признаки, характерные для рыб. | Сходство ранних стадий позволяет сопоставлять рыб с другими позвоночными. |
| Земноводные | На ранних стадиях заметны общие для позвоночных особенности. | Позднее проявляются признаки земноводных. | Общие черты указывают на родство, а последующие различия отражают дивергенцию. |
| Пресмыкающиеся | Ранние зародыши сохраняют общие особенности плана строения позвоночных. | В ходе развития становятся заметны признаки пресмыкающихся. | Сопоставление с другими группами помогает проследить общность и расхождение признаков. |
| Птицы | На ранних этапах присутствуют общие черты зародышей позвоночных. | Постепенно развиваются особенности, характерные для птиц. | Общие черты служат материалом для сравнения родственных групп. |
| Млекопитающие | Ранние зародыши имеют общие признаки с зародышами других позвоночных. | По мере развития проявляются особенности млекопитающих. | Сходство ранних стадий согласуется с общностью происхождения позвоночных. |
Читайте таблицу по строкам: так можно проследить, как у каждой группы общие черты сменяются характерными особенностями. Сравнение разных строк показывает, что родство устанавливают по сочетанию сходств и различий, а не по одному признаку. Стадия развития важна: ранние зародыши обычно сопоставимы по общим чертам, поздние — по проявившимся особенностям.
У зародышей нескольких групп позвоночных на ранних стадиях обнаружены общие черты, которые позднее становятся менее заметными. Объясните наблюдение. Нужно связать раннее сходство с общностью происхождения, а последующее расхождение — с эмбриональной дивергенцией.
Ответ: раннее сходство связано с общностью происхождения, а его ослабление по мере развития — с постепенной эмбриональной дивергенцией признаков.
Ученик утверждает, что зародыш млекопитающего должен последовательно повторять строение взрослых рыб, земноводных и пресмыкающихся. Оцените утверждение. Здесь нужно проверить, не подменено ли сокращённое отражение эволюционной истории буквальным повторением взрослых предковых форм.
Ответ: утверждение неверно. Развитие млекопитающего связано с эволюционной историей, но не воспроизводит в точности взрослых рыб, земноводных и пресмыкающихся.
Сравните данные о сходстве зародышей родственных и далёких групп животных. Определите, какие данные убедительнее свидетельствуют об их эволюционном родстве и почему. Чтобы решить задачу, важно учитывать не только наличие внешнего сходства, но и его характер, а также стадию развития.
Ответ: убедительнее данные о согласованном сходстве зародышей родственных групп на сопоставимых стадиях. Одно поверхностное подобие зародышей далёких групп недостаточно: вывод нужно проверять с учётом развития и других сведений о родстве.
Считать, что зародыши разных животных полностью одинаковы. Сходство относительно и особенно заметно на ранних стадиях, а не означает полного совпадения строения. Такое заблуждение возникает, если общие признаки принимают за отсутствие различий. Проверяйте себя вопросом: какая стадия сравнивается и какие особенности уже успели проявиться?
Понимать дивергенцию как внезапное появление всех различий. Эмбриональная дивергенция идёт постепенно: признаки разных групп формируются и становятся заметны в ходе развития. Ошибка возникает, когда сравнивают только раннюю и позднюю стадии, пропуская промежуточные изменения. Чтобы проверить вывод, представьте развитие как последовательность этапов, а не как резкий скачок.
Толковать биогенетический закон как точное повторение онтогенезом всех стадий филогенеза. Закон говорит о сокращённом и преобразованном отражении исторического развития, а не о путешествии зародыша через взрослые формы предков. Буквальное прочтение кажется убедительным из-за сходства отдельных признаков. Проверяйте себя: утверждается ли связь между развитием и эволюцией или выдумывается точная последовательность взрослых животных?
Делать вывод о родстве по одному внешнему сходству зародышей. Сходство нужно оценивать на сопоставимой стадии и вместе с другими данными; отдельное внешнее подобие не доказывает общего происхождения. Ошибка появляется, если не учитывать, что одинаково выглядеть могут разные признаки и этапы. Проверяйте, насколько сходство устойчиво и согласуется ли оно с общей картиной родства.
Для понимания темы нужны знания об эмбриональном развитии, онтогенезе, эволюции и общем предке. Они помогают различать индивидуальное развитие организма и исторические изменения вида, а также объяснять происхождение общих признаков. Сходство зародышей используют как одно из свидетельств эволюционного родства. Эта тема связана с доказательствами эволюции и сравнительной эмбриологией, которая сопоставляет развитие разных организмов.
Почему ранние зародыши разных позвоночных похожи?
Родственные позвоночные унаследовали от общего предка особенности плана строения, поэтому на ранних этапах их развитие имеет общие черты. По мере формирования признаков отдельных групп сходство становится менее заметным.
На какой стадии развития сходство зародышей обычно заметнее?
Обычно сходство особенно заметно на ранних стадиях развития. Позже у зародышей проявляются признаки, характерные для разных классов и видов.
Что означает эмбриональная дивергенция признаков?
Это постепенное усиление различий между зародышами по мере их развития. Различия возникают потому, что особенности отдельных групп формируются и развиваются неодинаково.
Как биогенетический закон связывает онтогенез и филогенез?
Онтогенез — индивидуальное развитие организма, а филогенез — историческое развитие вида. Биогенетический закон утверждает, что онтогенез в сокращённой и изменённой форме отражает филогенез.
Почему зародыш не повторяет буквально все стадии эволюции предков?
Развитие отражает эволюционную историю неполно и преобразованно, а не как последовательность точных копий взрослых предков. Поэтому сходство отдельных стадий не означает, что зародыш становится взрослой особью каждого древнего вида.
7.4. Сходство зародышей и эмбриональная дивергенция признаков. Биогенетический закон
