Исследование структуры нуклеиновых кислот и других макромолекул стало в настоящее время одним из важнейших дополнений к методу тройного параллелизма. Реконструкции филогенеза, основанные на сравнении последовательности нуклеотидов в хромосомной или митохондриальной ДНК, аминокислотной последовательности в молекулах цитохромов и других белков, часто не совпадают с реконструкциями, основанными на традиционных подходах, но иногда это несовпадение указывает на необходимость пересмотреть существующие взгляды. Например, по последовательности аминокислот в хорошо изученном белке цитохроме c было показано, что черепахи ближе к птицам, чем к другим современным пресмыкающимся. Это можно было бы принять за ошибку, если бы в 1983 году М. Ф. Ивахненко не доказал на палеонтологическом материале, что черепахи произошли от амфибий независимо от всех остальных пресмыкающихся.
Данные молекулярной биологии — не единственная дополнительная параллель к методу тройного параллелизма. В филогенетических исследованиях используют любые данные, позволяющие уточнить и проверить существующие реконструкции.
Например, рыбы удаляют конечные продукты азотного обмена в основном в виде аммиака (NH3). Аммиак хорошо растворим в воде и выделяется главным образом через жабры. Накапливать в организме аммиак нельзя — он ядовит. У наземных позвоночных жабер нет, поэтому у них сформировалась сложная система ферментов, превращающая аммиак в мочевую кислоту (птицы, многие пресмыкающиеся) или в мочевину (взрослые земноводные, многие млекопитающие), которые выводятся из организма через почки. Земноводные на стадии личинки, живущей в воде, выделяют аммиак, который выводится через жабры. На стадии метаморфоза включается система ферментов, синтезирующих мочевину, и эта система функционирует затем в течении всей жизни животных. Эта физиолого-биохимическая рекапитуляция может служить еще одним доказательством происхождения земноводных от рыб. Однако, пожалуй, важнее то, что она показывает, каким путем шло приспособление позвоночных животных к жизни на суше.
Заключение
Таким образом, знания о филогенезе животных и растений — филогенетические реконструкции — уточняются и верифицируются очень медленно и постепенно. Общая картина филогенеза этих двух царств воссоздана. Уточнение выражается в том, что реконструкции становятся все более подробными. От установления родства на уровне классов (рис. 7, 8) ученые переходят к реконструкции филогенетических связей на уровне отрядов, семейств (рис. 9), иногда даже родов и видов. Однако, филогенез беспозвоночных животных в целом исследован гораздо менее полно, чем позвоночных. Это объясняется, во-первых, их несравненно большим биологическим разнообразием, а, во-вторых, тем, что далеко не все беспозвоночные обладали хорошо развитым скелетом, а многие из них, особенно насекомые — животные мелкие. Поэтому палеонтологических данных, относящихся к этим группам, недостаточно.
У читателей может возникнуть законный вопрос: для чего нужны реконструкции филогенеза? Почему ученые многих стран мира уже более 150 лет кропотливо перебирают признаки современных и вымерших животных, по крупицам собирая аргументы за и против существующих реконструкций, спорят о значении тех или иных признаков и, в конце концов, договариваются о том, что, например, земноводное Dophesherpeton, жившее в начале юрского периода, может претендовать на то, чтобы считаться предком бесхвостых амфибий?
На этот вопрос можно отвечать по-разному.
Можно сказать, что изучение филогенеза является самоцелью. Если в окружающем нас мире есть что-то неизвестное, то задача науки — изучить и объяснить это неизвестное, независимо от теоретического и практического значения предмета изучения.
Можно сказать, что история эволюции живых существ не менее важный предмет изучения, чем, например, изучение геологической истории нашей планеты. Историческая геология и филогенетика — наука о филогенезе — тесно связаны между собой. Остатки ископаемых организмов служат целям стратиграфии — периодизации и датировке осадочных пород земной коры. Без выяснения родства и происхождения этих ископаемых остатков данные стратиграфии ненадежны.
Наконец, можно сказать, что филогенетические реконструкции — это основа, на которой выясняются закономерности эволюции. Эволюция — медленный процесс, длящийся сотни тысяч, миллионы и даже десятки миллионов лет. Человеку не дано непосредственно наблюдать возникновение видов, а тем более — новых крупных таксонов. Только на основе филогенетических реконструкций можно было выявить неравномерность темпов эволюции. Причины рекапитуляции (см. Филэмбриогенез) тоже нельзя изучать, не зная путей исторического развития организмов. Дивергентность эволюции можно выявить и на основе изучения микроэволюционных процессов. Однако, явление адаптивной радиации — одновременное (в геологическом времени) возникновение многих ветвей филогенеза, возникающее при освоении организмами новых сред обитания, — можно выявить, только изучая филогенез. Существует еще много и других закономерностей эволюции, которые были обнаружены благодаря филогенетическим исследованиям.
Наконец, надо вспомнить, что все современное биоразнообразие, включая и Homo sapiens, сформировалось в процессе эволюции, и каждый современный вид представляет собой концевую веточку филогенеза своих предшественников. Другими словами, филогенетические исследования показывают место человека и других существ в потоке эволюционного развития жизни.
А. С. Северцов
Биогенетический Закон
обобщение в области взаимоотношений онтогенеза и филогенеза организмов, установленное Ф Мюллером (1864) и сформулированное Э Геккелем (1866): онтогенез всякого организма есть краткое и сжатое повторение (рекапитуляция) филогенеза данного вида Филогенез по Геккелю осуществляется гл обр путём появления («наращивания») новых стадий в конце онтогенеза, поэтому он является механич причиной онтогенеза Но последний не может удлиняться бесконечно, и число повторяемых в онтогенезе филогенетич стадий постепенно сокращается Кроме того, на всех стадиях онтогенеза возникают новые признаки, связанные с развитием приспособлений соответствующих стадий к условиям их существования Эти признаки, нарушающие рекапитуляции, Геккель назвал це-иогенезами в отличие от консервативных признаков и процессов — палингенезов Б з позволяет использовать данные эмбриологии для воссоздания хода филогенеза Геккель предложил метод тройного параллелизма для филогенетич исследований — сопоставление данных палеонтологии, сравнит, анатомии и эмбриологии Согласно Геккелю, в онтогенезе повторяются целые филогенетич стадии Более поздние исследования онтогенеза организмов мн видов показали, что це-ногенезы чрезвычайно обильны в любом конкретном онтогенезе и рекапитуляция целых филогенетич стадий невозможна Рекапитулируют лишь отд признаки и процессы А Н Северцов разработал концепцию филэмбриогенезов, в к-рой показал, что эволюция организмов происходит на основе наследств, изменений любых стадий онтогенеза; филогенез представляет собой генетич ряд онтогенезов, а Б з— лишь частный случай соотношений онто- и филогенеза и соблюдается только при эволюции онтогенеза данного вида путём надставки его последних стадий — анаболии