Ha körülnézünk, különösebb erőfeszítés nélkül rájövünk, hogy minden folyamatosan változik; semmi sem statikus, sem a természeti, sem a kulturális környezetben. Egyes változások fokozatosabban történnek, mint mások, de minden, abszolút minden állandó mozgásban van. átalakulás és alkalmazkodás.
Ebből a valóságból a biológiai fajok nem menekülnek elA mi szemszögünkből, a megértésünk alapján – mivel így láttuk és ismerjük őket – úgy tűnhet, hogy egész életünkben ugyanazok maradnak. Azonban azok, akik elkötelezetten, tudományos módszertannal tanulmányozzák őket, tudják, hogy minden egyes általunk ismert és minket körülvevő élő faj egy hosszú sorozat eredménye. időbeli kumulatív változások És ez folyamatosan változni fog, amíg élet van a Földön. Mert az élet természeténél fogva... folyamatos biológiai evolúció.
Az emberiség legkorábbi idők óta folynak találgatások a Földön létező élőlények hatalmas változatosságáról, és fel kell tennünk magunknak a kérdést: Milyen mechanizmusok felelősek a különböző fajok által felvett formák és funkciók sokféleségéért? Vagy hogyan illeszkedik az ember az élet ebbe a nagyszerű szakaszába? Ahhoz, hogy ezekre a kérdésekre választ kapjunk, meg kell értenünk mind a az evolúcióval kapcsolatos eszmék története mint a modern mechanizmusok ami megmagyarázza.
Nézzük egy kicsit a történelmet
Az élet eredetével kapcsolatos korai elképzelések nagy része a mágiához vagy a valláshoz kapcsolódott. Sok ókori nép az élőlények megjelenését a következők közvetlen hatásának tulajdonította: természetfeletti erők vagy teremtő istenségekről. Ebben az összefüggésben olyan elképzelések merültek fel, amelyekről ma már tudjuk, hogy tévesek, de évszázadokon át nagy hatást gyakoroltak.
Néhány ókori filozófus úgy vélte, hogy az élőlények inert szerves anyagból alakulnak ki. Ezek az elméletek spontán generáció Ezek az elképzelések olyan görög gondolkodókig nyúlnak vissza, mint Anaximandrosz és Arisztotelész. Sokak számára például nyilvánvalónak tűnt, hogy a légylárvák spontán módon fejlődnek ki a rothadó húsból. Akkor még nem volt világos, hogy ezek kifejlett legyek által rakott peték.
A tudomány fejlődésével és az ellenőrzött kísérletek elterjedésével a spontán keletkezés elméletét próbára tették. A francia vegyész és bakteriológus Louis Pasteur Kísérleteit (1861 körül) végezte, amelyek kimutatták, hogy a mikroorganizmusok nem a semmiből jelentek meg, hanem más élő szervezetekből származnak. Ily módon fokozatosan elvetették azt az elképzelést, hogy az élet spontán módon, inert anyagból keletkezik hétköznapi körülmények között.
Az évszázadok során a vallás döntő befolyással bírt a társadalmak világképére: a hívők az élőlények teremtését egyfajta Isten vagy az istenek közvetlen cselekedeteA zsidó-keresztény társadalmak például elfogadták az Ószövetségben található Teremtés könyvében leírt teremtéstörténet hitelességét. Ez a hit, amelyet ... néven ismernek kreacionizmusAzt állítja, hogy az élőlények különböző fajait Isten teremtette jelenlegi formájukban, és hogy ezek a formák nem változhatnak az idő múlásával.
A kreacionizmushoz kapcsolódó elképzelés, fixizmusAz a nézet, hogy a fajok változatlanok, eredetüktől napjainkig azonosak maradtak. A 19. században a legtöbb európai és nyugati tudós támogatta ezt a nézetet, és sok vallásos ember ma is szó szerint értelmezi ezeket a szövegeket. A tudományos vélemény azonban megváltozott a ... által tett figyelemre méltó felfedezések fényében. természettudósok és geológusok túlóra.
Az osztályozástól a fixizmus megkérdőjelezéséhez
Az 1730-as évek körül a svéd természettudós, Carolus Linnaeus (Carl von Linné), angolul Linneo, egy innovatív feladatra vállalkozott: különböző fajok közötti rokonságokat azonosítani azáltal, hogy szisztematikusan csoportokba rendezte őket, és kialakította azt, amit ma ... néven ismerünk. RendszertanLinnaeus bevezette a rendszert binomiális nómenklatúraahol minden fajnak latin neve van, amely a nemzetség és a faj nevéből tevődik össze (például Homo sapiens).
Bár Linnaeus fixista volt, és úgy vélte, hogy a fajok a megfigyeléseik alapján jöttek létre, munkája a jelenség alaposabb vizsgálatához vezetett. hasonlóságok és különbségek bizonyos fajok között. Az anatómiai vizsgálatok elkezdték feltárni, hogy az első pillantásra nagyon különbözőnek tűnő élőlények hogyan osztozhatnak mély szerkezeti jellemzőkben, ami valamiféle rokonságra vagy származási kapcsolatra vonatkozó találgatásokhoz vezetett közöttük.
Ahogy a taxonómia fejlődött, más elképzelések is felmerültek az egyre gyakrabban felfedezett fosszíliák magyarázatára. Az egyik ilyen megközelítés a katasztrofizmusEz az elmélet, amelyet a paleontológia egyik atyjának tartott természettudós, Georges Cuvier hangoztatott, elfogadta a fosszilis rekordokban látható kihalt fajok létezését, de fenntartotta, hogy eltűnésüket nagyobb kataklizmák okozták. a természeti katasztrófák (áradások, földrengések stb.), amelyek bizonyos régiókban elpusztították az életet.
A katasztrófaelmélet szerint Isten minden nagy katasztrófa után új fajokat teremtett a Föld újrabenépesítésére. Ily módon Cuvier felismerte a fosszíliákat a korábbi életformák maradványaiként, de továbbra is védte a minden teremtési ciklus rögzítettségeA fajok nem fokozatosan változtak, hanem drámai események után újak váltották fel őket. Bár ez az elmélet közelebb állt a fosszilis bizonyítékokhoz, mint a klasszikus fixizmus, még mindig nem magyarázta meg a... progresszív átalakulás egyik fajról a másikra.
A geológiai lábnyom és a fosszilis leletek
A geológusok felfedezték, hogy a földkéreg kőzetei különböző rétegekből állnak, rétegekEzek a különböző időszakokban képződött kőzetrétegek nagyon ősi időkre nyúlnak vissza, jóval a világ teremtésére vonatkozó vallási hagyományok által meghatározott bármely dátum előtt.
Néhány réteg tartalmazta állatok és növények kövületmaradványai amelyek abban az időszakban éltek, amikor a kőzet képződött. Ezen fosszíliák közül sok a modern világban ismeretlen élőlényekhez tartozott, ami olyan lények létezésére utal, amelyek teljesen eltűntek. Az egymást követő rétegekből származó fosszíliákban olyan szerkezeti hasonlóságok voltak megkülönböztethetők, amelyek a múlt egymást követő időszakaiban élt élőlényekre utaltak.
Minél idősebb kőzetekben találták meg őket, annál egyszerűbb és kezdetlegesebb életformák jelentek meg. Az újabb rétegekben összetettebb szerkezetű élőlények jelentek meg. Ez a vertikális sorrend egy ...-ra utalt. fokozatos változás története az életformákban a geológiai idők során.
Mindez arra utalt, hogy a mai élőlények primitív életformákból származnak, amelyek egy kumulatív változási folyamaton mentek keresztül, azaz egy biológiai evolúcióA fosszilis leletek az evolúció egyik legerősebb bizonyítékává váltak, bemutatva rokon fajok sorozatát, köztes formák megjelenését, valamint az állat- és növényvilág egymásutániságát a távoli időkben.
A fosszíliák mellett más bizonyítékok is elkezdték alátámasztani az élőlények közös eredetének gondolatát: összehasonlító anatómia homológ szerveket (hasonló struktúrákat eltérő funkciókkal) tártak fel, a embriológia Feltűnő hasonlóságokat mutatott nagyon különböző állatok fejlődésének korai szakaszaiban, később pedig a biogeográfia és biokémia Tovább erősítették ezt az egységes életfelfogást.
Az evolúció elméletei: a korai elképzelésektől a jelenlegi modellekig
Eleinte a világnak nem volt könnyű elfogadnia az evolúció bizonyítékait, annak ellenére, hogy azok egyre világosabbá váltak. Hosszú ideig az egyház és a fixizmus hívei, mivel nem rendelkeztek szilárd tudományos érvekkel vagy adatokkal a fosszilis leletek cáfolatára, odáig mentek, hogy azt állították, hogy Isten a teremtés során azért helyezett fosszíliákat a sziklákba, hogy próbára tenni a hitet a hívők. Ez a nem tudományos magyarázat kezdett veszíteni az erejéből, ahogy egyre több bizonyíték támasztotta alá a biológiai változást.
Az intellektuális vita ezen kontextusában jelentek meg az első hivatalos evolúciós elméletek. Kulcsszereplő volt Erasmus darwinErasmus, brit orvos, filozófus és költő, Charles Darwin nagyapja. Ő alkotta meg az egyik legkorábbi evolúciós elméletet, amely szerint az élet egyetlen ősi forrásból fejlődött ki, és kiemelte az élet fontosságát. az életért folytatott küzdelem és a szexuális szelekció mint a változás mechanizmusai. Számos gondolata mélyen befolyásolta unokáját, aki évekkel később egy sokkal teljesebb elméletet fogalmazott meg.
Az első valóban általános evolúcióelmélet szerzője azonban a francia természettudós volt. Lamarcki Jean-BaptisteAz ő elképzelései alkotják az első szisztematikus modellt, amely megmagyarázza, hogyan alakulhat át egyik faj a másikká generációk során.
Jean-Baptiste Lamarck és a szerzett tulajdonságok öröklődése
Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, Lamarck lovagja, korának elismert, de egyben ellentmondásos személyisége is volt. Nevét a fizika tudományának adták... biológia Népszerű szerzője volt a francia flóráról szóló tanulmányoknak. Értekezést is írt a hét kötet Munkássága a „gerinctelenek”-re összpontosított, egy olyan kifejezésre, amelyet a gerinctelen állatok leírására vezetett be. Érdeklődése más területekre is kiterjedt, beleértve a geológiát és a fosszíliák tanulmányozását (őslénytan). Bár kezdetben úgy vélte, hogy a fajok változatlanok maradnak, az 1790-es évekre áttért a biológiai evolúció hitére.
Lamarck meggyőződött arról, hogy az élőlények az evolúció során egyre összetettebbé válnak. Azt is megállapította, hogy a feltételezhetően kihalt fosszilis fajok nem tűntek el, hanem egyszerűen csak kifejlődtek. modernebb formákká alakítvaés hogy a biológiai evolúció fokozatos folyamat. A változások magyarázatára két fő elvet javasolt: használat és nem használat törvénye és szerzett tulajdonságok öröklődése.
A használat-nemhasználat hipotézise szerint a testi struktúrák a következők révén erősödnek és fejlődnek: ismételt használatmíg a kevésbé használt részek gyengülnek vagy csökkennek. Hasonlóképpen, Lamarck úgy vélte, hogy egy szervezet élete során szerzett változások lehetnek örökítették át utódaiknakEz az elképzelés, amelyet Lamarckizmusnak vagy a szerzett tulajdonságok öröklődésének elméletének neveznek, évtizedekig nagyon befolyásos volt.
Ennek az elméletnek egy népszerű példája a zsiráf hosszú nyaka. A lamarckizmus szerint a zsiráf erőfeszítései, hogy elérje a magas ágakon lévő leveleket, a nyakát megnyúlásra késztetik. Ez a kissé hosszabb nyak egy szerzett tulajdonság, amelyet az egyed élete során öröklődik, és átöröklődik az utódokra, akik kissé hosszabb nyakkal születnek. Idővel, a nyúlás és az öröklődés generációin keresztül kialakulhatott a hosszú nyakú zsiráfok populációja.
Lamarck az evolúcióelméletét a művében publikálta. Zoológiai filozófiaEbben a fajok átalakulásának általános nézetét védte. Bár sok kortársa erősen bírálta, javaslatának az volt az érdeme, hogy elsőként vetette fel, hogy a Az evolúció univerzális jelenség ami minden élőlényt érint, és nem csak elszigetelt eseteket.
Idővel Lamarck nevét – meglehetősen igazságtalanul – szinte kizárólag a szerzett tulajdonságok öröklődésének hiteltelenné vált fogalmához kezdték kötni. Ezt a megközelítést, a lamarckizmust, különösen a modern genetika kialakulása után kérdőjelezték meg. Még Charles Darwin is kezdetben egy hasonló öröklődési mechanizmust javasolt, amelyet ...-nak nevezett. Pangenesisahol a test minden részéből származó apró részecskék (gemmulák) halmozódtak fel az ivarsejtekben. Csak a ... újrafelfedezése után Mendel úttörő genetikai kísérletei 1900-ban, amikor az öröklésről sokkal pontosabb kép kezdett kirajzolódni.
Ma már ismert, hogy az utódok által a szülőktől örökölt tulajdonságok a megtermékenyítés pillanatában alakulnak ki. Az örökletes információ a következő formában kerül átadásra: génekEzek a DNS-szegmensek az ivarsejtek (petesejt és spermium) kromoszómáiban találhatók. Ezt a genetikai információt nem befolyásolja az élőlény életmódja a létezése során; azaz az, hogy egy egyed testmozgással izomtömeget épít-e fel, elveszít-e egy végtagot, vagy módosítja-e a viselkedését, nem változtatja meg azokat a géneket, amelyeket az utódaira örökít.
Bár a DNS-t különféle módokon lehet megváltoztatni, mutációk És olyan környezeti tényezők miatt, mint az ionizáló sugárzás vagy bizonyos vegyi anyagok, ezek a változások nem a szerv használatára vagy használaton kívül helyezésére adott irányított válaszként jelentkeznek, hanem nagyrészt... véletlenEzért a szerzett tulajdonságok öröklődését, ahogyan azt Lamarck megfogalmazta, a modern evolúcióbiológia nem fogadja el. Mindazonáltal az a megérzése, hogy a fajok idővel változnak, alapvető fontosságú volt más tudósok, például Darwin és Wallace számára, hogy megbízhatóbb modelleket fejlesszenek ki.
Darwinizmus: a természetes szelekció, mint a változás mozgatórugója
A természet intenzív megfigyelése során két természettudós egymástól függetlenül ugyanarra a kulcsfontosságú gondolatra jutott: a fajok idővel változnak, mert minden generációban csak néhány egyednek sikerül túlélnie és szaporodnia. Ezek a tudósok Charles Darwin y Alfred Russel Wallace.
Wallace kiterjedt terepkutatást végzett a mai Indonézia területén található Maláj-szigetcsoporton. Megfigyelte, hogy az ázsiai fajok ebben a régióban evolúciós szempontból fejlettebbnek tűnnek, mint sok ausztrál faj, és azt feltételezte, hogy... a kontinensek szétválása után alakult kiEzen megfigyelések alapján Wallace írt egy kéziratot „A fajták hajlamáról az eredeti típustól való határozatlan eltérésre” címmel, és elküldte Darwinnak, aki évek óta fejlesztette saját evolúciós elképzeléseit.
Darwin meglepődve tapasztalta, hogy Wallace szinte pontosan ugyanazokra az általános következtetésekre jutott, mint a fajok eredetével kapcsolatban. Cikkeiket együttesen mutatták be a londoni Linné Társaság egyik ülésén, bár akkoriban kevés közönségérdeklődést váltottak ki. Ez azonban arra késztette Darwint, hogy egy terjedelmesebb művet publikáljon, amelyben részletesen kifejti elméletét.
Darwin 1859 novemberében publikálta a munkáját A fajok eredete természetes szelekció útján, vagy a létért folytatott küzdelemben előnyben részesített fajok megőrzéseami óriási hatással volt a biológiára. Ebben Darwin kifejezetten elismerte, hogy Wallace függetlenül jutott el az övéhez nagyon közel álló gondolatokhoz. Attól a pillanattól kezdve a darwinizmus Ez lett a modern evolúcióelmélet alapja.
Darwin elmélete természetes kiválasztódás Több alapvető pontban foglalható össze, amelyek ma is érvényesek (bár a genetika finomította őket):
- Bármely faj egyedei között megtalálható örökölhető variációk alakban, méretben, színben és sok más jellemzőben. Nem minden tagja egyforma egy populációnak.
- Az ivaros szaporodású fajok általában több leszármazott azok közül, amelyek a populáció méretének fenntartásához szükségesek. Ha mindannyian túlélnék, a populáció ellenőrizhetetlenül növekedne.
- Átlagosan egy egyednek csak csekély esélye van arra, hogy elérje az ivarérettséget és utódokat hozzon létre. állandó küzdelem a túlélésértakár élelemért, menedékért, társért, vagy ragadozók elől menekülve.
- A túlélés valószínűsége magasabb lehet, ha az egyed bizonyos méret-, alak-, szín-, fiziológiai vagy viselkedési jellemzőkkel rendelkezik, amelyek növelik a túlélés valószínűségét. jobban alkalmazkodik a környezetéhezEzután azt mondják, hogy szelekciós előnye van a társaival szemben.
- Azoknak az egyedeknek, amelyek a legjobban felkészültek arra, hogy a környezetükben a szexuális érettségig túléljenek, nagyobb esélyük van a szaporodásra és a hogy továbbadják az utódaiknak a bennük rejlő kedvező tulajdonságokat.
- Ezzel szemben azok az egyedek, amelyek tulajdonságai alacsonyabb túlélési valószínűséget biztosítanak, kevesebb utódot fognak nevelni, és ezért... a vonásaik hajlamosak eltűnni vagy a gyakoriság csökkenéséhez vezet a populációban.
- Sok generáció után a kedvező tulajdonságokkal rendelkező utódok száma növekedni fog, míg a kedvezőtlen tulajdonságokkal rendelkezőké csökkenni. Így hosszú távon a a populáció megváltoztatja genetikai összetételét és új fajok létrejöttét eredményezheti.
Darwin könyve botrányt kavart, és a szerzőjét a legkonzervatívabb rétegek is cenzúrázták. Az egyik fő kifogás az volt, hogy elmélete szerint nincs alapvető különbség az ember és az „alsóbbrendű” állatok között. Darwin szerint az emberek egyszerűen fejlettebbek, mint más főemlősök, például a makik, a majmok és az emberszabású majmok, de osztoznak velük egy… közös ősAbban az időben ez az elképzelés szöges ellentétben állt az uralkodó vallási elvekkel.
A kritikák ellenére Darwint jelentős tudóscsoport támogatta. A darwini elképzelések idővel érvényesültek és széles körű elfogadottságot nyertek. Ma már széles körben elfogadott, hogy a modern emberek (Homo sapiens) majomszerű ősökből fejlődött ki, a főemlősök leszármazási vonalának összetett evolúciós történetén belül.
A természetes szelekció működés közben és az evolúció egyéb mechanizmusai
Az élő fajok természetes szelekciójának és evolúciójának tanulmányozásának nehézsége abban rejlik, hogy fokozatos jelleg számos folyamat része. Azonban néhány, a túlélés valószínűségét befolyásoló jellemző viszonylag gyorsan megváltozhat. Az evolúció nem mindig tart több millió éven át, hogy megfigyelhető hatásokat produkáljon.
Például a ragadozók által erősen fenyegetett fajok a természetes szelekció révén gyorsan fejlődhetnek, és csökkenthetik az elfogás valószínűségét. álcázó színek, védekező struktúrák (tüskék, toxinok), hatékonyabb menekülési viselkedések, vagy a túlélésüket növelő fiziológiai módosulások.
A természetes szelekciót könnyebben tanulmányozhatjuk olyan élőlényeknél, mint rövid generációs időA baktériumok például percek vagy órák alatt képesek szaporodni; egyes fajok generációs ideje mindössze 20 percÍgy a természetes szelekció viszonylag rövid idő alatt jelentős változásokat hozhat létre. Az antibiotikum-rezisztens baktériumok megjelenése klasszikus példa arra, hogy egy populáció hogyan válhat szinte teljesen rezisztenssé mindössze néhány generáció alatt a... prioritású túlélés a hasznos mutációkat tartalmazó variánsok közül.
A természetes szelekció azonban nem az egyetlen mechanizmus, amellyel a populációk fejlődnek. A modern evolúciós elmélet négy alapvető folyamatot ismer el, amelyeket a az evolúció mechanizmusai:
- Természetes szelekció
- Genetikai sodródás
- Mutáció
- Génmigráció vagy áramlás
Mindannyian aszerint cselekszenek, genetikai változatosság a populációkban, módosítva a különböző allélok (ugyanazon gén változatai) gyakoriságát, és ezáltal az organizmuscsoportok genetikai összetételét az idő múlásával.
A biológiai evolúció mechanizmusai
Az evolúciós mechanizmusok megmagyarázzák, hogyan keletkeznek, maradnak fenn vagy tűnnek el a különbségek az élőlények és a populációk között. Megértésük lehetővé teszi számunkra olyan jelenségek megértését, mint a környezethez való alkalmazkodás, az új fajok eredete és mások eltűnése.
Természetes szelekció
La természetes kiválasztódás Ez az a mechanizmus, amellyel a környezeti feltételek elősegítik vagy akadályozzák a populáció legjobban alkalmazkodó egyedeinek túlélését és szaporodását. Szűrőként működik: önmagában nem hoz létre variációt, hanem Választ A meglévő variációk közül azok, amelyek nagyobb reprodukciós sikert biztosítanak.
Egy állatközösségben például az élelemért folytatott küzdelem meghatározza, hogy a legerősebb, leggyorsabb vagy az erőforrásokban leginkább jártas egyedek uralkodnak riválisaik felett, és több erőforráshoz jutnak. Ezeknek az egyedeknek átlagosan több utódjuk lesz. Valami hasonló történik a mikroszkopikus világban is: a sejtek és a mikroorganizmusok versengenek a... esszenciális tápanyagok például vas, nitrogén vagy foszfor.
Szemléltető példa erre a baktériumok esete, amelyeknek vasra van szükségük számos fehérjéjük működéséhez. Bár a vas bőségesen előforduló elem a Földön, nagy része rosszul oldódó és nehezen hasznosítható kémiai formában van jelen. A baktériumok speciális molekulákat fejlesztettek ki, az úgynevezett szideroforokamelyek a környezetbe kerülnek a rendelkezésre álló vas megkötésére. Fertőzés során a leghatékonyabb szideroforokat termelő baktériumok egyértelmű előnyben vannak: több vasat vesznek fel, gyorsabban szaporodnak, és kiszorítják a kevésbé hatékonyakat. Ily módon, sejtes és molekuláris szinten a „küzdelem az élelemért".
A természetes szelekció többféleképpen is befolyásolhatja a populációt:
- Irányított kiválasztás: a variációs tartomány egyik szélsőségét részesíti előnyben (pl. nagyobb vagy kisebb egyedek), a populáció átlagát arra az oldalra tolva.
- Stabilizáló szelekcióElőnyben részesíti a köztes fenotípusokat, és kiküszöböli a szélsőségeket, fenntartva a állandóság bizonyos jellemzőkről.
- Zavaró szelekcióEgyidejűleg kedvez a variációs tartomány mindkét végén lévő egyéneknek, ami ahhoz vezethet, hogy eltérés a populációban, és hozzájárulnak új fajok kialakulásához.
Genetikai sodródás
La Genetikai sodródás Ez egy eltérő evolúciós mechanizmus a természetes szelekciótól. A populáció allélgyakoriságainak véletlenszerű változásaiból áll, amelyek különösen a következőkben figyelhetők meg: kis populációkA szelekcióval ellentétben, amelyet a környezethez való alkalmazkodás vezérel, a sodródás a véletlen eredménye: egyes egyedek több utódot hagynak maguk után, mint mások, pusztán a véletlennek köszönhetően, nem pedig azért, mert jobban alkalmazkodtak.
Idővel a genetikai sodródás bizonyos allélok kialakulásához vezethet. javítás (elérik a 100%-os gyakoriságot) vagy teljesen elvesznek, még akkor is, ha nem különösebben előnyösek vagy hátrányosak. Ez a folyamat csökkentheti egy populáció genetikai variabilitását, és sebezhetőbbé teheti a környezeti változásokkal szemben.
A genetikai sodródással kapcsolatos két jelenség a következő:
- Alapító hatásAmikor egy kis csoportnyi egyed elszakad egy fő populációtól, és új populációt hoz létre, a néhány gyarmatosítóban jelen lévő allélok nem feltétlenül reprezentálják pontosan az eredeti diverzitást. Az új populációnak lehetnek... nagyon eltérő génfrekvenciák a származási lakosságukhoz tartozókéhoz.
- Népesség szűk keresztmetszeteAmikor egy populáció mérete drasztikusan csökken katasztrófa, betegség vagy környezeti változás miatt, a kevés túlélő alkotja a jövőbeli populáció genetikai alapját. Ez mélyrehatóan megváltoztathatja a allélgyakoriságok és csökkenti a diverzitást.
Mutáció
az mutációk A mutációk a DNS-szekvenciában bekövetkező változások. Előfordulhatnak a genetikai anyag replikációja során fellépő hibák, kémiai anyagok hatása, sugárzás vagy más sejtfolyamatok következtében. minden genetikai variabilitás végső forrásamivel új allélokat generálnak, amelyek korábban nem léteztek a populációban.
Az ivartalanul szaporodó élőlényekben a mutációk gyakorlatilag az egyetlen módja az új genetikai variációk bevezetésének. Az ivaros úton szaporodó élőlényekben a variabilitást a következők is növelik... genetikai rekombináció amely az ivarsejtképződés során történik (kromoszómák keresztezése, független válogatás stb.).
Bár a „mutáció” szót gyakran valami negatív dologgal társítják, a legtöbb mutáció… semleges (Nem okoznak számottevő változásokat a szervezetben), vagy enyhe hatásokkal járnak. Csak egy részük egyértelműen káros, egy másik kisebbség pedig bizonyos környezetekben hasznos lehet. Az evolúció ezeknek a véletlenszerű mutációknak köszönhetően lehetséges, amelyekre aztán a természetes szelekció, a sodródás és más mechanizmusok hatnak.
Génmigráció vagy áramlás
La elvándorlásA génáramlás, más néven genetikai beáramlás, az egyedek egyik populációból a másikba történő mozgását jelenti. Amikor az egyedek vándorolnak és szaporodnak különböző populációkban, magukkal viszik alléljaikat, és hozzájárulnak a genetikai sokféleség evolúciójához. keverjük össze a genetikai anyagot csoportok között.
A génáramlás hajlamos homogenizálja a populációkatcsökkentve a köztük lévő genetikai különbségeket. Ha az áramlás nagyon intenzív, megakadályozhatja a populációk elégséges differenciálódását ahhoz, hogy új fajok jelenjenek meg. Fordítva, ha a génáramlás akadályai állnak fenn (földrajzi, ökológiai vagy reprodukciós), a populációk eltérhetnek egymástól és különböző evolúciós utakat követhetnek.
Modern elmélet: neodarwinizmus vagy modern szintézis
Darwin elméletének modern változata, az ún. neodarwinizmusA modern szintézis, vagy szintetikus elmélet a természetes szelekció gondolatát ötvözi a ... ismereteivel. genetika, paleontológia, biokémia, ökológia és különösen populáció genetikájaEz a szintézis számos kutatónak köszönhetően jött létre, akik kulcsfontosságú elemeket adtak egy egységes modellhez.
A gének populációkban való viselkedését vizsgáló tanulmányok, valamint az evolúció jelenlegi elemzései megerősítették a természetes szelekció központi fontosságát, de a genetikai sodródást, a mutációt és a génáramlást is alapvető folyamatokként tekintették. A paleontológiában ez a szintetikus megközelítés információkat szolgáltatott a következőkről: a biológiai evolúció ritmusai a geológiai idők során, lehetővé téve a fosszilis leletek szilárd genetikai alapokon történő értelmezését.
A neodarwinizmus alapelvei közül a következő pontok emelkednek ki:
- Nem elfogadott szerzett tulajdonságok öröklődése Lamarck megfogalmazása szerint. A mendeli genetika kimutatta, hogy csak azok a tulajdonságok öröklődnek, amelyek információja a génekben rejlik, és hogy az élet során szerzett szomatikus változások nem módosítják az ivarsejtek DNS-ét.
- Az ivartalan élőlényekben a genetikai változékonyság egyetlen forrása a megjelenése mutációkAz ivaros úton szaporodó élőlényekben a változékonyságot mind mutációk, mind pedig génrekombinációÉs a természetes szelekció (más tényezőkkel együtt) hat erre a változékonyságra.
- A természetes szelekció változásokhoz vezet egy populáció alléljeinek halmazaAz allélok, amelyek előnyös fenotípust biztosítanak a hordozóiknak, gyakorisága idővel növekszik, míg a kedvezőtlen allélok gyakorisága csökken.
- Nem az egyén fejlődik, hanem a népességAz egyének egy adott génkészlettel születnek, de az evolúció a génkészlet változásaiban nyilvánul meg. allélgyakoriságok generációk között.
- Az evolúció általában egy folyamat fokozatosEz az allélgyakoriság apró, kumulatív változásain keresztül történik, amelyek hosszabb idő alatt új fajok megjelenéséhez vezethetnek. A változás mértéke azonban az ökológiai és genetikai kontextustól függően változhat.
- La fajképződés (Új fajok eredete) akkor következik be, amikor reprodukciós izoláció alakul ki ugyanazon faj populációi között. Amikor a génáramlás megszakad közöttük, a populációk addig divergálhatnak, amíg genetikailag inkompatibilissé nem válnak.
A modern elméleten belül olyan nézőpontok is kialakultak, amelyek a gének, mint a szelekció alapvető egységeinek fontosságára összpontosítanak. Az egyik nagy hatású munka a következő volt: az önző génRichard Dawkins tette népszerűvé azt az elképzelést, hogy a gének, nem pedig az egyedek vagy a fajok a szelekció elsődleges „ágensei”. Ez az értelmezés, bár metaforikus, hangsúlyozza, hogy azok a gének, amelyek a legkönnyebben replikálódnak, hajlamosak fennmaradni és elterjedni a populációkban.
A biológiai evolúció bizonyítékai
Az evolúcióelmélet nem pusztán elméleti modelleken alapul; számos elmélete van. bizonyítékok a biológia különböző ágaiból amelyek azt bizonyítják, hogy az élőlények közös eredetűek és az idők során változtak. A főbb bizonyítékok közé tartoznak:
- anatómiai vizsgálatokKülönböző élőlények testfelépítését hasonlítják össze, hogy lehetséges rokonsági kapcsolatokat állapítsanak meg. A homológ szervek (mint például a ló lába, a denevér szárnya és az emberi kar) ugyanazzal a szerkezeti tervvel rendelkeznek, annak ellenére, hogy eltérő funkciókat látnak el, ami arra utal, hogy közös evolúciós eredet.
- Paleontológiai bizonyítékokEzek a fosszíliák tanulmányozásán alapulnak. Sok fosszília erősen hasonlít a mai fajokra, vagy képviseli őket. köztes formák különböző csoportok között (pl. Archeopteryx(amely hüllő- és madárjegyeket mutat). Ezek az átmeneti formák alátámasztják azt az elképzelést, hogy a nagy élőlénycsoportok fokozatosan átalakultak.
- Embrionális vizsgálatokNagyon különböző állatok embrionális fejlődését hasonlítják össze. A korai szakaszban sok gerinces mutat hasonló szerkezetek (farok, kopoltyúrések stb.), ami arra utal, hogy közös őstől örökölt fejlődési géneket osztanak meg.
- Biogeográfiai bizonyítékokA fajok földrajzi elterjedését tanulmányozzák. Az evolúció azt jósolja, hogy az ugyanazon a területen együtt élő élőlények általában... összefüggőMíg a földrajzi korlátok által elválasztott populációk eltérő utakon fejlődnek. Ez megfigyelhető például az afrikai, dél-amerikai és ázsiai majmoknál, vagy olyan szigetek egyedi faunájában, mint a Galápagos-szigetek.
- Biokémiai és molekuláris vizsgálatokKülönböző fajokat hasonlítanak össze a DNS, a fehérjék és más molekuláris komponensek szintjén. Minél hasonlóbbak a fajok, annál jobb. DNS- és aminosav-szekvenciákMinél közelebb van egymáshoz a faj, annál nagyobb az evolúciós kapcsolat két faj között. Ezen összehasonlításoknak köszönhetően olyan filogenetikai fákat hoztak létre, amelyek az élőlények közötti kapcsolatokat ábrázolják.
Mindezek a bizonyítékok ugyanarra a következtetésre vezetnek: az élet ma megfigyelhető sokfélesége egy hosszú folyamat eredménye. kumulatív változásokahol a fajok közös ősökkel rendelkeznek, és a mutációk, a természetes szelekció, a genetikai sodródás és a migrációk együttes hatására eltérő evolúciós utakat jártak be.
A biológiai evolúció és annak mechanizmusai magyarázatot adnak mind a jelenlegi életformák összetettségére, mind a nagyon különböző élőlények közötti közös tulajdonságok jelenlétére. E folyamat megértése nemcsak tisztázza helyünket a természetben, hanem lehetővé teszi számunkra, hogy olyan gyakorlati problémákat is kezeljünk, mint például antibiotikum-rezisztencia, a veszélyeztetett fajok megőrzése vagy bizonyos genetikai betegségek eredete, ami azt mutatja, hogy az élet története nemzedékről nemzedékre folyamatosan íródik.