101 ключевая идея: Эволюция - Дженкинс Мортон

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ПРИМАТОВ

Приматы произошли от бокового ответвления насекомоядных (предков современных землероек). Большинство из современных приматов обладают общими признаками, в том числе высокоразвитым мозгом, хорошим зрением, относительно слабым обонянием и цепкими конечностями. Хвосты, которыми можно хвататься за ветки, распространены только среди обезьян Нового Света (Южная Америка). У более крупных обезьян Старого света, таких, как горилла, хвост исчез.

Считается, что предком приматов была плезиаспида (Plesiadaspis), обитавшая в Северной Америке и Европе около 60 миллионов лет назад. Это животное обладало чертами грызунов, такими, как острые резцы, и выглядело, по всей видимости, как современная белка. У него была вытянутая мордочка, а чувство обоняния играло довольно важную роль. Мозг же был небольшой и простой по строению. Скелет также был примитивным с передними и задними ногами приблизительно равной длины, с когтями на пальцах; конечности животного не были цепкими.

Около 50 миллионов лет назад в Северной Америке и Европе появилась группа более развитых приматов. Члены этой группы гораздо более напоминали современных лемуров, чем плезиаспида, например, формой зубов, увеличенным мозгом, уплощенной мордой и прямо расположенными глазами. Они разошлись на несколько ветвей, представители одной приобрели большее количество зубов и утратили признаки, которые можно обнаружить у многих современных низших приматов.

Различные группы отличались и по тому, как они передвигались по деревьям. Многие современные низшие приматы передвигаются прыжками в вертикальном положении, цепляясь за стволы и большие ветки, отталкиваясь от них мощными задними ногами. Их предки еще не развили такой специализации: они были четвероногими и передвигались по небольшим ветвям деревьев. При этом им пришлось расширить свой рацион и включить в него наряду с насекомыми фрукты и почки.

Но ни один из этих ископаемых видов, по всей видимости, не являлся предком высших приматов (обезьян). В эоцене широко распространились омомииды (Omomyidae), которые были менее специализированными. Они — то, скорее всего, и были предками высших приматов.

ПРОКАРИОТЫ

Любой организм, в котором генетический материал (ДНК) не окружен мембраной и, следовательно, клетка которого не имеет ядра, относится к прокариотам (про — до, карион — ядро). Прокариотами являются бактерии и синезеленые водоросли. По всей видимости, они были предками эукариотов.

Часто говорят, что разделение на прокариотов и эукариотов было величайшим эволюционным достижением, так как различие в их клеточном строении очень велико. Прокариотическая клетка не имеет ядра, то есть мембраны, окружающей генетический материал. Ее единственная кольцевая хромосома (генофор) свободно плавает в цитоплазме. Кроме того, многие функции, которые в клетках эукариотов выполняют органеллы, в клетке прокариотов происходят в складках мембраны, окружающей клетку. Хотя в этих клетках отсутствует большинство органелл клеток эукариотов, они имеют рибосомы, которые служат механизмом сборки молекул белков.

Большинство ученых считает, что жизнь появилась на Земле около 4 миллиардов лет назад. В 1980 году в Западной Африке были найдены окаменелые древние прокариоты. Им предположительно 3,5 миллиарда лет, и они относятся по меньшей мере к пяти различным типам организмов, но все они напоминают современные бактерии. Эти окаменелости называются строматолитами и свидетельствуют о том, что 3,5 миллиарда лет назад на Земле уже существовала жизнь.

Вполне возможно, что прокариоты были захвачены предками эукариотов и приспособились к совместной с ними жизни к взаимной выгоде (эндосимбиоз). Тогда такие органеллы, как митохондрия (где производится большая часть энергии), — это видоизмененные бактерии. Синезеленые водоросли могли в таком случае стать хлоропластами.

Одним из доказательств теории эндосимбиоза может быть тот факт, что митохондрии и хлоропласты организованы схожим образом с прокариотами.

См. также статью «Эукариоты».

ПРОКОНСУЛ

В 1927 году X. Л. Гордон, поселенец из Западной Кении, нашел необычные окаменелости в куске известняка, который добыл в каменоломне. Он отослал их в Британский музей на опознание и когда их отделили от породы, то оказалось, что это часть верхней челюсти и зуб древнего гоминида. Позже ученые определили, что окаменелостям, найденным в том же месте, около 18 миллионов лет (довольно ранний миоцен). Идентификация и описание останков были произведены Тинделлом Хопвудом, палеонтологом из Британского музея. Его заинтересовали эти останки, поскольку они были необычными и самыми древними из тех, что он видел до сих пор. В 1931 году он организовал экспедицию к месту находок и обнаружил еще два ископаемых остатка. Хопвуд пришел к мысли, что обнаружил предка современных шимпанзе, которому он дал научное имя «проконсул» (Proconsul). Обладая определенным чувством юмора, Хопвуд назвал его так в честь Консула, — шимпанзе из лондонского эстрадного представления, который развлекал публику, катаясь на велосипеде и куря трубку.

Другие останки проконсула были найдены в 1 948 году на острове Рсинга (озеро Виктория) Луисом и Мэри Лики — фрагмент лица и челюсти. В 1951 году там же были найдены фрагменты черепа, кисти, ступни и руки, что позволило с большей достоверностью реконструировать скелет существа. К 1990 годам были обнаружены фрагменты девяти скелетов проконсула, взрослых, молодых и детенышей. Сейчас известны почти все кости проконсула.

Согласно современным данным, около 18 миллионов лет назад существовало, скорее всего, три вида проконсула. Это были довольно неспециализированные обезьяны. У них, по всей видимости, не было приспособлений для совершения прыжков или качания на ветвях при помощи рук, хотя они могли передвигаться, опираясь на землю руками, как современные шимпанзе и гориллы.

Анализ многочисленных останков проконсула показал, что он не был предком современного шимпанзе, как полагал Хопвуд. Это, скорее всего, был общий предок всех крупных человекообразных обезьян и людей.

См. также статью «Лики, Луис».

ПРОТОБИОНТЫ

Это название образовано от элементов прото — первый и бионт — жизненная форма. Протобионты это специализированные «капельки», скопления молекул с особыми внутренними химическими свойствами, отличающимися от свойств окружения. Возможно, это были предшественниками прокариотов. Между образованием отдельных органических молекул, таких, как аминокислоты, имеющих биологический потенциал, и их сборкой в сложную единую систему клетки, являющуюся основой жизни, пролегла глубокая пропасть. Для преодоления ее необходимо было выполнить два следующих условия:

1. Концентрация молекул и их упорядочивание.

2. Развитие метода саморепликации (воспроизводства) — основной характеристики, отличающей живое от неживого.

Для объяснения концентрации и упорядочивания молекул, растворенных в «первичном бульоне» древней Земли, было предложено несколько гипотез. Наиболее вероятные основаны на концепции полимеров: большие молекулы образовались путем соединения маленьких молекул. Они часто появляются на поверхности воды в экспериментах, подобных тем, что предпринимал Миллер, и их число со временем увеличивается экспоненциально; причем первые молекулы служат центром сборки последующих. Они могут удерживаться рядом друг с другом электростатическими (положительными и отрицательными) силами и образовывать коацерватные капли. Такие капли состоят из внутреннего скопления коллоидных молекул, окруженных оболочкой молекул воды. В результате образуется четкая разграничительная линия между коллоидным белковым раствором и водой, в которой они взвешены. Коацерватные капли могли привести к образованию первых протобионтов или «прото клеток». Однако им еще далеко до настоящих клеток, какими мы их знаем.

Стоит заметить, что у протобионтов отсутствует существенное свойство живых организмов — передача генетической информации и, следовательно, они не могут самовоспроизводиться.

См. также статью «Происхождение жизни», «Прокариоты».

ПТЕРОЗАВРЫ

До триасового периода (245–202 миллиона лет назад), единственными животными, передвигающимися в воздухе, были насекомые. Когда некоторые ящеротазовые динозавры развили кожистые перепонки, поддерживаемые вытянутыми ребрами, появились планирующие рептилии. Похоже, что такое приспособление дало им возможность спасаться от мелких хищных ящеротазовых динозавров того периода.

Настоящими хозяевами воздуха стали птерозавры, которые, как и динозавры, были потомками архозавров. Их происхождение можно проследить вглубь веков до 30 — сантиметрового планирующего пресмыкающегося подоптерикса (Podopteryx), останки которого найдены в триасовых отложениях Центральной Азии. Это существо имело широкие перепонки между удлиненными конечностями, соединенные с хвостом.