Вивчення ранніх етапів розвитку життя на землі

ЗАГАЛЬНА БІОЛОГІЯ

ВИВЧЕННЯ РАННІХ ЕТАПІВ РОЗВИТКУ ЖИТТЯ НА ЗЕМЛІ

План

1. Масштаби геологічного часу.

2. Основні підрозділи геологічної історії Землі.

3. Різке зростання розмаїтості викопної фауни.

МАСШТАБИ ГЕОЛОГІЧНОГО ЧАСУ

Найрізноманітніші науки займаються вивченням ево­люційного розвитку організмів, досліджуючи різні аспекти. Викопні рештки рослин і тварин, що існували в давні гео­логічні епохи на Землі, вивчаються палеонтологією. Саме цій науці належить пальма першості серед тих наук, які прямо пов'язані з дослідженням еволюції органічного світу. Палеон­тологи вивчають залишки давніх форм життя і зіставляють їх із сучасними організмами, їм вдається визначити час іс­нування вимерлих форм, щоб на цій основі відновити філо­генез. Філогенез являє собою історичну спадковість рослин і тварин, а також всіх інших груп організмів, їхню еволюцій­ну історію. Але тут палеонтологія не може розраховувати винятково на свої дані, їй обов'язково потрібні відомості й результати Досліджень багатьох інших наук, близьких за спрямованістю. До них належать біологічні, геологічні та гео­графічні дисципліни. До того ж відомо, що сама палеонтоло­гія лежить на своєрідному стику геології й біології. Палеон­тології також необхідна допомога таких наук, як історична геологія, стратиграфія, палеографія, палеокліматологія й ін. Це потрібно, щоб мати можливість розібратися і правильно визначити час існування вимерлих організмів, зрозуміти умови їхнього життя й закономірності переходу їхніх реш­ток у викопний стан. Обов'язковою при аналізі є й допомога такої науки, як порівняльна анатомія, її дані вкрай необхідні палеонтологам, щоб проаналізувати будову, фізіологію, спо­сіб життя й еволюцію вимерлих форм. До того ж за допо­могою порівняльної анатомії досить просто встановити го­мологію органів і структуру різних видів. Що таке гомоло

гія? Вона являє собою подібність, що ґрунтується на спорі­дненні. Якщо в організмах присутні гомологічні органи, то це є прямим доказом родинних зв'язків цих організмів. Це підтверджує, що вони мають або спільних предків, або є нащадками вимерлих організмів. Як правило, усі гомологі­чні органи мають однакову будову, їхній розвиток почина­ється з аналогічних ембріональних зачатків, а також слід вказати, що вони займають однакове положення в організмі. Велике значення для палеонтології має і розвиток та­ких наук, як функціональна анатомія і порівняльна фізіоло­гія. Вони допомагають палеонтологам правильно зрозуміти, як функціонують органи у вимерлих організмів. Для аналізу будови, життєдіяльності й умов існування вимерлих тварин учені використовують принцип актуалізму, який був висуну­тий геологом Д. Геттоном. Згодом він був детально розро­блений одним із найвідоміших'геологів XIXст. Ч. Лайєлем. Відповідно до цього принципу всі закономірності й взаємо­зв'язки, які можна спостерігати в явищах і об'єктах неорга­нічного й органічного світу сьогодні, мали місце й у минулі віки. Безумовно, ніхто не може дати стовідсоткової гарантії, але чимало вчених дійдуть висновку, що в більшості випа­дків цей принцип правильний. Як відомо, палеонтологічний літопис, представлений викопними рештками вимерлих орга­нізмів, іноді не дає повної картини через численні прогали­ни. Вони виникають через специфічність умов поховання решток організмів і дуже маленьку імовірність збігу всіх необхідних для цього факторів. Щоб відтворити філогенез організмів повністю, реконструювати відсутні ланки на ро­довідному древі, недостатньо тільки палеонтологічних даних і методів. Допомогти в цьому може метод потрійного пара­лелізму, який був введений у науку німецьким ученим Е. Геккелем. Він грунтується на порівнянні палеонтологічних, порівняльноанатомічних і ембріологічних даних. Учений спирався на закон, що був сформульований ним самим. Це основний біогенетичний закон. У його основі лежить розу­міння того, що індивідуальний розвиток організму (онтоге _ нез) — стисле повторення філогенезу. Це означає, що детальне вивчення й аналіз організмів, що нині розвиваються, дає можливість зрозуміти, як відбувалися еволюційні зміни всіх живих організмів, у тому числі й тих, котрі давно вимерли. Набагато пізніше вчений О. М. Сєверцов довів, що Геккель трохи помилявся. Сєверцовим була виведена теорія філембріогенезу, у якій він доводить, що саме завдяки еволюції онтогенезу можливий прояв філогенезу. Існують окремі випадки, коли еволюційна перебудова якогонебудь з орга­нів протікає за допомогою зміни пізніх стадій його індиві­дуального розвитку, тобто нові ознаки формуються напри­кінці онтогенезу (це Сєверцов назвав анаболією). Тоді спра­вді можна спостерігати описане Геккелем співвідношення між онтогенезом і філогенезом. Лише в подібних випадках можливим є залучення ембріологічних даних для досліджен­ня філогенезу. Сєверцов наводить цікаві приклади реконс­трукції гіпотетичних відсутніх ланок у філогенетичному древі. Дослідження онтогенезів сучасних організмів необ­хідне ще й для того, щоб мати правильне уявлення про можливі зміни онтогенезу, які й дають поштовх до еволюції. Щоб зрозуміти сутність еволюційного процесу і здійсни­ти причинний аналіз ходу філогенезу, необхідні висновки еволюціоністики. Ця наука є аналогом теорії еволюції і називаєть­ся ще дарвінізмом, взявши ім'я великого творця теорії приро­дного добору Ч. Дарвіна. До обов'язків представників цієї науки належить вивчення сутності, механізмів, загальних за­кономірностей і напрямків еволюційного процесу. Сама ж на­ука є теор