Филогенетические связи в природе. Естественная классификация живых форм. Основные типы животного мира. Доказательства монофилии. Эволюционно-обусловленные уровни организации жизни.

Филогенезом называют историческое развитие органического мира в целом, а также отдельных систематических групп организмов (таксонов). Филогенез и его закономерности изучает отдельная биологическая наука - филогенетика.

Основополагающими принципами филогенетики являются:

1) дивергентный характер эволюционного процесса - расхождение признаков организмов разных филетических линий, возникших от общего предка;

2) монофилия - таксон любого ранга, происходит от единственного родоначалъного вида на основе дивергенции или адаптивной радиации, вследствие чего ряд групп организмов могут иметь одного общего предка.

основой современной систематики служат идеи о единстве происхождения живых организмов и эволюции органического мира, приведшей к существующему многообразию этих организмов. Руководствуясь такими идеями, современная наука строит естественную систему на основе филогенетического родства (т. е. общности происхождения, близости и дальности родственных отношений между разными видами) классифицируемых организмов. Степень же родства сравниваемых видов устанавливается на основе их морфологического, анатомического, биохимического, генетического и т. д. сходства и различия.

Для построения системы организмов применяется иерархичность (соподчинение) таксономических(систематических) единиц: виды группируются в роды, роды — в семейства, семейства — в отряды, отряды — в классы, классы — в типы. Различные типы объединяются в царства. Таксономическая единица более высокого ранга объединяет организмы по наиболее крупным и значительным, существенным и основополагающим признакам. Чем ниже ранг, тем более частный, подчиненный характер имеют признаки, по которым осуществляется группировка видов в пределах данного таксона.

Всех животных делят на многоклеточных Metazoa и одноклеточных Monocytozoa. К Monocytozoa относят только один тип – простейшие. Metazoa включает все остальные типы. Всех многоклеточных разделяют на Parazoa и Eumetazoa. К Parazoa относят многоклеточных, не имеющих настоящие органы и ткани(тип губки), все остальные типы – Eumetazoa, из называют настоящими многоклеточными.

Монофилия (греч. монос - один и филон - род, племя) - это происхождение всего органического мира из единого корня. "Теорию общего происхождения" предложил Ч. Дарвин. В своем произведении он писал: "На основании принципа естественного отбора, сопровождаемого расхождением признаков, не представляется невероятным, что от какой-нибудь низко организованной и промежуточной формы могли развиться как животные, так и растения; а если мы допустим это, мы должны допустить, что и все органические существа, когда-либо жившие на Земле, могут происходить от одной первобытной формы".

· Имеются и цитологические доказательства монофилии.

· Синтез полипептидов происходит в рибосомах. У эукариот рибосомы одинаковые.

· Микротрубочки обнаружены в жгутах, ресничках, центриолях всех эукариот.

· Реснички и жгутики эукариот имеют структуру 9 + 2.

· Мейоз сходен у диплоидных эукариот.

· У эукариот сходен механизм митоза.

· Процесс оплодотворения сходен у диплоидных эукариот.

· Эукариоты имеют сходное строение хромосом. Хромосомы имеют хромосомные белки гистоны. Молекулы гистона IV крупного рогатого скота и гороха имеют одинаковое число аминокислотных остатков и различаются только двумя заменами.

Эмбриологические доказательства монофилии:

· Сходство в дроблении яйца (зиготы) многоклеточных.

· Сходство гистогенеза многоклеточных.

· Сходство органогенеза многоклеточных.

· Сходство ранних стадий эмбрионов у позвоночных животных.

Молекулярные доказательства:

· Основа наследственности всего живого - нуклеиновые кислоты.

· Репликация осуществляется с помощью одних и тех же ферментов.

· Генетический код универсален: он един и для человека, и для вирусов.

· Для живых существ характерна транскрипция.

· Репликация ДНК конвариантна: как правило, при достаточной длине нуклеотидной последовательности дочерние последовательности оказываются мутантными.

· В состав белков входят одни и те же 20-26 аминокислот.

· Все аминокислоты левовращающие, а сахара - правоврашающие.

· Транспортные РНК одни и те же.

· ДНК разных существ можно гибридизировать, денатурировать, ренатурировать.

Уровни организации жизни

Молекулярный. Любая живая система, как бы сложно она ни была организована, состоит из биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, а также других важных органических веществ. С этого уровня начинаются разнообразные процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и др

Клеточный. Клетка - структурная и функциональная единица, а также единица развития всех живых организмов, обитающих на Земле. На клеточном уровне сопрягаются передача информации и превращение веществ и энергии.

Тканевый. Совокупность клеток с одинаковым типом организации составляет ткань. Тканевый уровень появился вместе с возникновением многоклеточных животных и растений, имеющих дифференцированные ткани. Развивается в период онтогенеза. Совместно функционирубщие клетки разных тканей образуют органы.

Организменный. Элементарной единицей организменного уровня служит особь, которая рассматривается в развитии - от момента зарождения до прекращения существования - как живая система. На этом уровне возникают системы органов, специализированных для выполнения различных функций.

Популяционно-видовой. Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом обитания, в которой создается популяция - надорганизменная система. В этой системе осуществляются элементарные эволюционные преобразования - процесс микроэволгоции.

Биогеоценотический. Биогеоценоз - совокупность организмов разных видов 'и различной сложности организации с факторами среды их обитания. В процессе совместного исторического развития организмов разных систематических групп образуются динамичные, устойчивые сообщества.

Биосферный. Биосфера - совокупность всех биогеоценозов, система, охватывающая все явления жизни на нашей планете. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов.