Какие факты свидетельствуют о единстве происхождения всех живых организмов?

О единстве происхождения всех живых организмов свидетельствует целый набор фактов из разных областей биологии — от строения клеток до молекулярной генетики и эмбриологии. Чем больше независимых линий доказательств сходятся в одну картину, тем надежнее вывод: жизнь на Земле имеет общее происхождение (общего предка или общую предковую линию).

1) Единство клеточного строения и общих «правил жизни»

Клетка — универсальная единица живого. Все организмы либо состоят из клеток (многоклеточные), либо представлены одной клеткой (одноклеточные). У всех клеток есть:

мембрана, отделяющая внутреннюю среду от внешней;
наследственный материал (ДНК у клеточных форм жизни);
рибосомы и синтез белка;
основные типы биомолекул: белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты.

Да, у прокариот и эукариот клетки устроены по-разному, но общий «план» и ключевые процессы одинаковы. Это трудно объяснить иначе, чем общим происхождением и последующим расхождением линий.

2) Универсальность генетического кода

Почти все живые организмы используют один и тот же генетический код, где триплеты нуклеотидов (кодоны) задают аминокислоты. Например, один и тот же кодон в ДНК/мРНК у бактерии и у человека означает ту же аминокислоту (с редкими исключениями, например в митохондриях или у некоторых микроорганизмов).

Это один из самых сильных аргументов: если бы жизнь возникала независимо много раз, крайне маловероятно, что «таблица соответствий» кодонов и аминокислот совпала бы почти полностью у всех.

3) Общность биохимических процессов и обмена веществ

У всех организмов работают одни и те же базовые механизмы:

репликация ДНК, транскрипция (ДНК → РНК) и трансляция (РНК → белок) с общими принципами;
АТФ как универсальная «энергетическая валюта» клетки;
одни и те же или очень сходные метаболические пути: например, гликолиз встречается практически повсеместно;
сходные ферменты и коферменты (НАД/НАДФ, ФАД и т. п.).

Такая глубокая общность на уровне фундаментальных реакций указывает на наследование этих систем от общего предка.

4) Молекулярно-генетические доказательства: сходство ДНК и белков

Если сравнивать последовательности ДНК и аминокислотные последовательности белков у разных видов, обнаруживается закономерность:

чем ближе родство, тем больше сходство последовательностей;
есть консервативные гены (например, гены рРНК, некоторые белки клеточного «ядра»), которые похожи у самых разных организмов — от бактерий до человека.

Важно, что по независимым молекулам (разные гены, разные белки) часто получается согласованное «родословное дерево». Это ожидаемо при общем происхождении и трудно объяснимо случайным совпадением.

5) Общность строения и функций ключевых молекул и структур

Многие важные структуры устроены сходно у разных групп:

рибосомы по принципу работы одинаковы у всех;
клеточные мембраны строятся из липидного бислоя;
универсальны принципы работы многих белков (ферментов, транспортных белков).

Даже когда детали различаются, общий принцип обычно сохраняется, что похоже на «модификацию исходного решения» в ходе эволюции.

6) Гомологии: единый план строения органов и тканей

Гомологичные органы — это органы, имеющие общее происхождение, даже если выполняют разные функции. Классический пример — передняя конечность позвоночных:

рука человека,
крыло летучей мыши,
ласт кита,
лапа кошки.

Функции разные, но набор костей и их взаимное расположение подчиняются одному плану. Это объясняется наследованием от общего предка и последующей адаптацией.

7) Рудименты и атавизмы

Рудименты — остаточные структуры, утратившие исходную функцию (например, копчик у человека как след хвоста у предков, рудиментарные кости таза у китов).
Атавизмы — редкое появление признаков предков (например, «хвост» у человека как аномалия развития).

Такие факты логично объясняются наследованием строения от предков: генетические программы сохраняются, хотя функция могла исчезнуть.

8) Эмбриологическое сходство

На ранних стадиях развития эмбрионы многих животных (особенно позвоночных) демонстрируют сходные черты:

общие зачатки органов,
сходные этапы формирования тканей и систем.

Эмбриональное развитие отражает общность генетических программ, унаследованных от предковых форм. Позже развитие «расходится», формируя особенности вида.

9) Палеонтологические данные и переходные формы

Ископаемые остатки показывают:

последовательную смену форм во времени;
наличие переходных форм, сочетающих признаки разных групп (например, формы между рыбами и земноводными, рептилиями и птицами и т. д.).

Это соответствует идее разветвления линий от общих предков и накопления изменений.

10) Биогеография: закономерности распространения видов

Распределение организмов по планете часто лучше всего объясняется происхождением от общих предков и расселением:

на изолированных территориях (острова, материки) много эндемиков, близких к ближайшим географически группам;
сходные условия в разных местах не всегда дают «одинаковых» животных, зато часто видны следы исторического родства и миграций.

Эти закономерности хорошо согласуются с единством происхождения и последующей дивергенцией.

Итог

Факты, указывающие на единство происхождения жизни, можно свести к нескольким независимым линиям: универсальность клеточной организации, генетического кода и базовой биохимии; молекулярное сходство ДНК и белков; гомологии в строении; рудименты и атавизмы; эмбриологические параллели; данные ископаемых и биогеографии. Все они согласованно показывают, что разнообразие живых организмов — результат расхождения и изменения потомков от общей предковой основы.