Родословное древо (филема) —способ
изображения родственных связей и эволюции
организмов в виде дерева. Еще Ч. Дарвин в 1859 г.
писал, что «это сравнение очень близко
соответствует истине. Зеленые ветви с
распускающимися почками представляют существующие
виды, а ветви предшествующих лет
соответствуют длинному ряду вымерших видов». Сам
Дарвин дал в 1859 г. лишь схему
возникновения многих видов, родов и семейств от одного общего вида-предка, но уже в 1866 г.
Э. Геккель изобразил первое родословное
древо всех живых существ (см. рис.). Геккель
различал три основных царства живой
природы — растений, протистов и животных.
Так представлял немецкий ученый XIX в. Э. Геккель родословную животных, которую он как
зоолог разработал наиболее
подробно и близко к действительности.
Его древо отражало уровень биологических
знаний того времени, он сближал далекие
по современным представлениям группы.
Сейчас биологи склоняются к мысли, что
жизнь вскоре после ее возникновения
расщепилась на три ствола, которые называют надцарствами. Два из них известны уже давно —
это организмы, не имеющие оформленного
ядра (прокариоты), и ядерные организмы
(эукариоты). Сравнительно недавно некоторые
систематики прокариот стали разделять на два
самостоятельных надцарства — настоящих
бактерий (эубактерий) и архебактерий. По
некоторым чертам строения и обмена веществ
архебактерий оказываются близки к эукариотам. По-видимому, архебактерий сохранили
больше, чем другие организмы, черты
исходного праорганизма.
Эубактерий включают бактерий и группу,
называвшуюся ранее синезелеными
водорослями (цианобактерии). Построить их
родословное древо удалось лишь в последние годы,
использовав сравнительные данные по
строению их рибосомных РНК.
По-видимому, ветви архебактерий,
эубактерий и предков организмов с оформленным
ядром — эукариот разошлись от общего ствола
жизни практически одновременно.
Дальнейшая история эукариот связана, вероятно, с
симбиозом — какие-то аэробные бактерии
стали обитать в цитоплазме их клеток. Так могли
возникнуть митохондрии. С тех пор жизнь
эукариот неразрывно связана с аэробным,
кислородным дыханием, лишь немногие
многоядерные амебы, обитающие в
бескислородных илах, потеряли его уже вторично.
Впрочем, эту теорию симбиозогенеза эукариот
разделяют не все.
Второй этап симбиоза: внедрение в эукариотические клетки каких-то синезеленых
организмов — предков хлоропластов — привел
к возникновению хлорофиллоносных
организмов — растений. Сначала это были
одноклеточные зеленые водоросли, но из них
возникло все разнообразие современной флоры.
Надцарство эукариот теперь обычно
разделяют на три ветви — три царства —
животных, растений и грибов. Но не все в этой
схеме ясно. Загадочные слизевики, например,
настолько далеко отстоят от всех трех царств,
что, похоже, заслуживают выделения в
четвертое. Споры идут и о месте в филеме
простейших, одноклеточных эукариот. Ведь одни
из них ближе к растениям (эвглена, вольвокс
и др.), другие — к животным. Но выделить
простейших в самостоятельную ветвь, как это
сделал Геккель, вряд ли возможно. Слишком
они разнообразны. Современные составители
древ колеблются — разделить простейших
по трем основным царствам эукариот или же
создавать новые царства. Число основных
ветвей ядерных организмов тогда возрастет
чуть ли не до десятка.
Основные ветви-царства в родословном
древе делятся на более мелкие — типы. О числе
этих мелких ветвей, порядке их
расположения, а также о времени ответвления до сих
пор идут ожесточенные споры. Одних животных
систематики насчитывают до 33 типов. Не все
из них имели одну эволюционную судьбу: в
кроне «древа жизни» имеются пышно
разветвленные побеги вроде огромных типов
членистоногих, моллюсков или хордовых и
тоненькие веточки, представленные немногими
десятками видов. Но все они в равной степени
интересны систематикам-эволюционистам. Ведь
родословные древа — наглядное изображение
процесса филогенеза.
В настоящее время родословные древа
строятся не только на основании данных
морфологии, эмбриологии и палеонтологии, как во
времена Геккеля и в последующие годы. Для
сравнения используют данные молекулярной
биологии о последовательности аминокислот
в белках и нуклеотидов в РНК и ДНК. Для
сравнения внутри относительно небольших и
не очень древних групп, таких, как
позвоночные, используют быстро меняющиеся в
эволюции белки, например гемоглобин. Для анализа
же событий, происшедших миллиарды лет
назад, используют такие мало меняющиеся
(консервативные) молекулы, как рибосомные
РНК.