Organik olam filogenezi

Filogenez — organizmlar guruhlarining tarixiy rivojlanishi. U organlar sistemalari qanday murakkablashib borganini va yirik guruhlar bir-biridan qanday kelib chiqqanini ko‘rsatadi. Imtihonda o‘simliklar va hayvonlar evolyutsiyasidagi asosiy aromorfozlar, ayniqsa hayvonlar organ sistemalarining "zinapoyasi" — qaysi guruhda nima birinchi bo‘lib paydo bo‘lgani so‘raladi.

§1. O‘simliklar dunyosining filogenezi

1. Suvo‘tlar — suvda yashaydi, tanasi tallom (qattana): haqiqiy to‘qima va organlar yo‘q. Quruqlik o‘simliklari qadimgi yashil suvo‘tlardan kelib chiqqan.
2. Psilofitlar — birinchi quruqlik o‘simliklari (paleozoyda). Qoplovchi va o‘tkazuvchi to‘qimalar paydo bo‘lgan, ammo haqiqiy ildiz va barg yo‘q (rizoidlar bor). Ulardan ikki shoxobcha boshlangan.
3. Yo‘sinlar — hayot siklida gametofit ustun; ildiz yo‘q, o‘tkazuvchi to‘qima kam rivojlangan. Evolyutsiyaning berk shoxobchasi — ulardan boshqa guruhlar kelib chiqmagan.
4. Qirqquloqsimonlar (qirqbo‘g‘imlar, plaunlar, qirqquloqlar) — sporofit ustun; haqiqiy ildiz, poya, barg bor. Urug‘lanish uchun suv kerak (spermatozoidlar suvda suzadi).
5. Ochiq urug‘lilar — urug‘ paydo bo‘lgan (murtak, oziq zahirasi, qobiq); chang naychasi tufayli urug‘lanish suvga bog‘liq emas. Urug‘kurtaklar qubbalarda ochiq joylashgan.
6. Yopiq urug‘lilar — gul, meva (urug‘ni himoya qiladi va tarqatadi), qo‘sh urug‘lanish, ksilemada naylar. Bugungi kunda biologik progressda.

Yopiq urug‘lilarda gametofit juda kichraygan: erkak gametofit — chang donachasi (ikki-uch hujayra), urg‘ochi gametofit — murtak xaltasi (yetti hujayra, sakkiz yadro).

§2. Hayvonot dunyosining filogenezi

1. Bir hujayralilar → koloniyali xivchinlilar (volvoks) → ko‘p hujayralilar.
2. Bo‘shliqichlilar — ikki qavatli (ekto- va entoderma), nur simmetriya, diffuz nerv sistemasi, og‘iz teshigi bir.
3. Yassi chuvalchanglar — uch qavatli (mezoderma paydo bo‘lgan), ikki tomonlama simmetriya, organlar sistemalari. Tana bo‘shlig‘i yo‘q (parenxima).
4. To‘garak chuvalchanglar — birlamchi tana bo‘shlig‘i, hazm nayi anal teshik bilan tugaydi.
5. Halqali chuvalchanglar — ikkilamchi tana bo‘shlig‘i (selom), tana bo‘g‘imlarga (segmentlarga) bo‘lingan, yopiq qon aylanish sistemasi birinchi bo‘lib paydo bo‘lgan, parapodiyalar.
6. Halqalilarga yaqin ajdodlardan bo‘g‘imoyoqlilar (xitinli tashqi skelet, bo‘g‘imli oyoqlar) va molluskalar (chig‘anoq, mantiya) kelib chiqqan.
7. Xordalilar — xorda, uning ustida nerv nayi, halqumda jabra yoriqlari, yurak tananing qorin tomonida. Lansetnik — sodda xordali.
8. Umurtqalilar ketma-ketligi: baliqlar → (panjaqanotli baliqlardan) suvda hamda quruqlikda yashovchilar → sudralib yuruvchilar (quruqlikda ko‘payish, embrion pardalari) → qushlar va sutemizuvchilar (sudralib yuruvchilarning turli guruhlaridan mustaqil).

Misol

Quyidagi belgilarga ega hayvon qaysi guruhga kiradi: uch qavatli, ikki tomonlama simmetriyali, birlamchi tana bo‘shlig‘i bor, hazm nayi anal teshik bilan tugaydi, qon aylanish sistemasi yo‘q?

1. Uch qavat va ikki tomonlama simmetriya — yassi chuvalchanglardan yuqori.
2. Birlamchi tana bo‘shlig‘i va anal teshik — to‘garak chuvalchanglarga xos.
3. Qon aylanish sistemasi hali yo‘q (u halqalilarda paydo bo‘ladi).
4. Javob: to‘garak chuvalchanglar (masalan, odam askaridasi).

§3. Hayvonlar organ sistemalari evolyutsiyasi

Nerv sistemasi:

• diffuz (to‘rsimon) — gidrada;
• tugunli: yassi chuvalchanglarda bosh tuguni va bo‘ylama nerv tanalari; halqalilarda qorin nerv zanjiri; bo‘g‘imoyoqlilarda tugunlar qo‘shilib, murakkab "bosh miya" hosil qiladi;
• nayli — xordalilarda, tananing orqa tomonida; umurtqalilarda bosh miya va orqa miyaga ajraladi, sutemizuvchilarda katta yarim sharlar po‘stlog‘i kuchli rivojlanib, egat va pushtalar hosil qiladi.

Nafas olish sistemasi: butun tana yuzasi (bo‘shliqichlilar, chuvalchanglar) → jabralar (baliqlar, qisqichbaqasimonlar, ko‘p molluskalar) → traxeyalar (hasharotlar) → o‘pkalar: amfibiyalarda oddiy xaltasimon (teri ham nafasda qatnashadi), sudralib yuruvchilarda katakchali, qushlarda g‘ovak o‘pka va havo xaltalari ("qo‘sh nafas"), sutemizuvchilarda alveolalar va diafragma.

Qon aylanish sistemasi:

• yo‘q — bo‘shliqichlilar, yassi va to‘garak chuvalchanglar;
• yopiq — halqali chuvalchanglar (yurak yo‘q, qisqaruvchi "halqa" tomirlar);
• ochiq — molluskalar, bo‘g‘imoyoqlilar (qon tana bo‘shlig‘iga quyiladi);
• umurtqalilarda yopiq, yurakli.

Hazm sistemasi: hujayra ichida hazm (bir hujayralilar, qisman bo‘shliqichlilar) → bir teshikli ichak bo‘shlig‘i (bo‘shliqichlilar, yassi chuvalchanglar) → anal teshikli hazm nayi (to‘garak chuvalchanglardan boshlab) → bo‘limlarga ajralgan nay va hazm bezlari (jigar, oshqozon osti bezi).

Ayirish sistemasi: qisqaruvchi vakuola (chuchuk suv bir hujayralilari) → protonefridiylar (yassi chuvalchanglar) → metanefridiylar (halqalilar) → malpigi naychalari (hasharotlar) → buyraklar (umurtqalilar).

Tayanch-harakat: kiprikchalar va xivchinlar → teri-muskul xaltasi (chuvalchanglar) → tashqi skelet (bo‘g‘imoyoqlilarning xitin qoplami) → ichki skelet (xordalilarda xorda, umurtqalilarda umurtqa pog‘onasi).

Misol

Hayvonlarni yuragidagi qon aralashuvi kamayib borishi tartibida joylashtiring: kaltakesak, baqa, kaptar.

1. Baqa — 3 kamerali, qorinchada to‘siq yo‘q — qon ko‘p aralashadi.
2. Kaltakesak — 3 kamerali, qorinchada chala to‘siq — kamroq aralashadi.
3. Kaptar — 4 kamerali, aralashmaydi.
4. Javob: baqa → kaltakesak → kaptar.

§4. Filogenez dalillari: qiyosiy anatomiya va embriologiya

Guruhlar qarindoshligini to‘g‘ridan-to‘g‘ri kuzatib bo‘lmaydi, shuning uchun u bir necha mustaqil dalil bilan tiklanadi.

• Gomologik organlar — kelib chiqishi va tuzilish rejasi bir xil, vazifasi turlicha bo‘lishi mumkin: odam qo‘li, ko‘rshapalak qanoti, kit kurak suzgichi. Ular umumiy ajdod dalili (divergensiya natijasi).
• Analogik organlar — vazifasi bir xil, kelib chiqishi har xil: kapalak va qush qanoti, baliq jabrasi va qisqichbaqa jabrasi. Ular konvergensiya natijasi va qarindoshlikni ko‘rsatmaydi.
• Rudimentlar — vazifasini yo‘qotgan, kichraygan organlar: odamda dum umurtqalari, ko‘r ichak o‘simtasi, uchinchi qovoq qoldig‘i; kitda chanoq suyaklari qoldig‘i.
• Atavizmlar — ajdodlar belgisining ayrim individlarda qaytadan namoyon bo‘lishi: odamda dumcha, ko‘p so‘rg‘ichlilik, tananing qalin tuk bilan qoplanishi.

Embriologik dalillar. Umurtqalilarning barcha sinflarida ilk embrionlar o‘xshash: xorda, halqumda jabra yoriqlari (jabra cho‘ntaklari), dum bor. F. Myuller va E. Gekkel buni biogenetik qonun sifatida ifodalagan.

Bu qonun to‘liq aniq emas: embrion ajdodlarning voyaga yetgan shaklini emas, ularning embrion bosqichlarini takrorlaydi, ayrim bosqichlar tushib qoladi yoki o‘zgaradi. A. N. Seversov buni filembriogenezlar ta’limoti bilan to‘ldirgan.

Molekulyar dalillar: oqsillar aminokislota ketma-ketligi va DNK nukleotidlari qancha ko‘p mos kelsa, turlar shuncha yaqin qarindosh. Masalan, odam va shimpanze DNK si juda yuqori darajada o‘xshash.

Misol

Quyidagi juftliklardan qaysilari gomologik, qaysilari analogik organlar: a) qush qanoti va ari qanoti; b) ot oldingi oyog‘i va tyulen suzgichi; c) kaktus tikani va no‘xat jingalagi (ikkalasi barg shakl o‘zgarishi); d) baliq suzgichi va delfin suzgichi?

1. a) qush qanoti — oldingi oyoq skeleti, ari qanoti — xitin qoplam burmasi: kelib chiqishi har xil → analogik.
2. b) ikkalasi sutemizuvchilarning oldingi oyog‘i, suyaklari bir xil rejada → gomologik.
3. c) ikkalasi bargdan kelib chiqqan → gomologik.
4. d) baliq va delfin suzgichi tashqi ko‘rinishda o‘xshash, ammo delfinda u oyoq skeletidan hosil bo‘lgan — o‘xshashlik suvdagi hayotga moslashishdan → analogik.
5. Javob: gomologik — b, c; analogik — a, d.

§5. Oraliq shakllar va filogenetik daraxt

Oraliq (o‘tkinchi) shakllar ikki yirik guruh belgilarini birga saqlaydi va ular orasidagi o‘tishni ko‘rsatadi:

• arxeopteriks (yura davri) — qush belgilari (pat, qanot) va sudralib yuruvchi belgilari (jag‘da tishlar, uzun dum umurtqalari, qanotda tirnoqli barmoqlar);
• ixtiostega — panjaqanotli baliqlar va amfibiyalar orasidagi qadimgi to‘rt oyoqli;
• hayvonsimon kaltakesaklar (teriodontlar) — sudralib yuruvchilar va sutemizuvchilar orasidagi guruh;
• urug‘li qirqquloqlar — qirqquloqlar va ochiq urug‘lilar orasidagi qazilma o‘simliklar.

Hozir yashayotgan sodda guruhlar ham filogenezni tushunishga yordam beradi: lansetnik xordalilarning tuzilish rejasini sof holda ko‘rsatadi, latimeriya — tirik panjaqanotli baliq, o‘rdakburun va yexidna — tuxum qo‘yuvchi sutemizuvchilar.

Filogenetik daraxt — guruhlarning kelib chiqish sxemasi. Tarmoqlanish nuqtasi umumiy ajdodni bildiradi; ikki guruh qanchalik yaqin nuqtada ajralgan bo‘lsa, shuncha yaqin qarindosh. Daraxtda zamonaviy guruhlar bir-biridan kelib chiqmaydi — ular umumiy ajdoddan ajralgan "aka-uka" shoxlardir.

O‘zingizni tekshiring

1. Birinchi quruqlik o‘simliklari qaysilar?

2. Qaysi o‘simliklarda urug‘lanish suvga bog‘liq emasligi birinchi bo‘lib paydo bo‘lgan?

3. Yopiq qon aylanish sistemasi birinchi bo‘lib qaysi hayvonlarda paydo bo‘lgan?

4. Malpigi naychalari qaysi hayvonlarning ayirish organi?

5. Baliq yuragida qanday qon oqadi?

6. Mezoderma birinchi bo‘lib qaysi guruhda paydo bo‘lgan?

7. Kit chanoq suyaklari qoldig‘i qanday dalilga misol?

8. Qush qanoti va kapalak qanoti qanday organlar?

Ko‘p uchraydigan xatolar

• Qon aylanish sistemasini birinchi bo‘lib molluskalarda deb ko‘rsatish — u halqali chuvalchanglarda paydo bo‘lgan.
• Sporofit va gametofit tendensiyasini teskari aytish — evolyutsiyada sporofit ustun bo‘lib borgan.
• Yo‘sinlardan qirqquloqlar kelib chiqqan deb yozish — ikkalasi psilofitlardan alohida shoxobcha.
• Anal teshikni yassi chuvalchanglarga xos deb hisoblash — u to‘garak chuvalchanglarda paydo bo‘lgan.
• Molluska va bo‘g‘imoyoqlilarning qon aylanish sistemasini yopiq deb yozish — u ochiq.
• Qushlarni sutemizuvchilardan kelib chiqqan deb hisoblash — ikkalasi sudralib yuruvchilarning turli guruhlaridan.