Данные биохимии и физиологии
Основой строения всех живых существ являются сложные высокомолекулярные вещества белкового типа. Молекулы ДНК — носители кодов наследственной информации — у всех живых форм находятся в тесной связи с белками, образуя молекулы нуклеопротепдов. В основе строения живого на Земле лежат белки и ДНК. Единство химического состава животных и растений подтверждается принципиальным сходством строения хлорофилла (растения), гемоглобина (позвоночные) и гемоцианина (беспозвоночные). Исследования показывают, что это очень близкие по химическим особенностям строения органические вещества. Сходны у всех живых организмов и основные биохимические процессы: окисление, гликолиз, распад жирных кислот, перенос специфических веществ через клеточные мембраны. У организмов разных групп в этих процессах принимают участие очень близкие по строению ферменты.
Все это свидетельства единства химического состава живой природы на Земле.
Биохимия располагает специальными методами исследования, позволяющими с большой степенью точности выяснить «кровное родство» разных групп. При сравнении белков крови используется способность организмов вырабатывать (в ответ на введение в кровь чужих белков) антитела, которые затем можно выделить из сыворотки крови и определить, при каком разведении эта сыворотка будет реагировать с другой, сравниваемой сывороткой. По характеру протекания этой реакции преципитации — осаждения чужеродных белков, можно судить о степени филогенетического родства сравниваемых форм. Как показывают серологические методы исследования приматов, ближайшими «кровными родственниками» человека являются высшие человекообразные обезьяны, а наиболее далекими — лемуры. Биохимические данные показывают также на большое сходство особенностей крови хищных млекопитающих, на сходство всех хищных с ластоногими, сходство между всеми птицами, а также близость птиц к крокодилам и с черепахам (птицы ближе к крокодилам, чем крокодилы к змеям). Эти же серологические данные показывают на различия между бесхвостыми и хвостатыми амфибиями, а также то, что хордовые связаны по происхождению с иглокожими. Подобные (несколько измененные) методы исследований применимы и для растений.
Как указывалось выше, применение биохимических методов анализа строения молекул ДНК позволяет получать количественные данные о степени сходства и различия сравниваемых форм. Подобные же методы (молекулярно-биологические или биохимические) используются и для изучения последовательности аминокислот отдельных участков молекулы гемоглобина.
Дендрограммы, составленные при этом, характеризуют в относительных единицах степень расхождения сравниваемых групп.
Большой материал для изучения особенностей эволюции дает современная физиология — наука о функциях органов и частей тела живых организмов.
На основании данных, полученных сравнительной физиологией, возможно проследить развитие тех или иных функций в процессе филогенеза, сравнить особенности функционирования структур разных ветвей древа жизни.
Итак, если в недавнем прошлом биохимия и физиология давали лишь убедительные свидетельства единства происхождения органического мира, сейчас, с развитием широких сравнительных исследований и накоплением большого фактического материала, возникает возможность биохимическими и физиологическими методами выяснить степень родства между разными формами.
Эволюция — историческое развитие живого на Земле — теперь предстает не в виде правдоподобной гипотезы, а в качестве неопровержимого факта, подтверждаемого суммой наших знаний из самых разных областей естественных наук.
В комплексе разные методы позволяют изучать масштабы эволюционного процесса — от происхождения крупных групп до возникновения новых видов.
Принципиально важно проникновение генетических идей и методов в эволюционное учение: благодаря этому возникает микроэволюционный подход к изучению эволюции, который является центральной и наиболее разработанной частью современного эволюционного учения.
Сопоставление различных подходов к изучению эволюции в XIX и XX вв. показывает, что постоянно происходит углубление всех классических методов исследования и развитие новых. Важной современной чертой использования различных методов изучения эволюции является их взаимодополняемость: методы палеонтологии органически сочетаются не только с морфологическими или биогеографическими, но и с биохимическими и генетическими; эмбриологические подходы естественно сочетаются не только с морфологическими, но и с физиологическими и биохимическими и т. д.
Это взаимопроникновение разных методов отражает важность комплексного подхода при исследовании эволюции вообще. Сегодня недостаточно изучать особенности видообразования, скажем, только с позиций морфологии, физиологии или эмбриологии. Лишь комплексный подход (обязательно генетически направленный) может служить надежной основой познания процесса эволюции во всех его формах и проявлениях.