تعريف التطور البيولوجي

الاكتشاف اللافت للنظر مؤخرًا هو اكتشاف أن بعض جيناتنا هي نفسها جينات أخرى. الكائنات الحية وحيدة الخلية وهذا دليل على أن جميع أشكال الحياة - بما في ذلك البكتيريا والنباتات والفطريات والحيوانات - تشترك في أسلافها. التطور البيولوجي هو أحد أعظم النظريات الموحدة في علم الأحياء.

الخلفية التاريخية للتطور

بحلول منتصف القرن التاسع عشر ، خلص عدد متزايد من علماء الأحياء إلى أن الأنواع الحالية تطورت من الأنواع السابقة. كان عالم الأحياء الفرنسي جان بابتيست لامارك (1744-1829) من أوائل العلماء الذين اقترحوا آلية للتطور. في عام 1809 ، افترض لامارك أن الكائنات الحية تطورت من خلال وراثة الخصائص المكتسبة ، وهي العملية التي أن أجسام الكائنات الحية قد تم تعديلها عن طريق استخدام أو عدم استخدام الأجزاء وأن هذه التعديلات موروثة إلى نسلها الأوصاف. ومع ذلك ، فمن المعروف اليوم أن العمليات التطورية لا تحدث بهذه الطريقة.

في عام 1858 ، شارك تشارلز داروين (1809-1882) وألفريد راسل والاس (1823-1913) الأدلة بشكل مستقل دليل مقنع على أنه يدعم التطور البيولوجي وأنه يشرح أيضًا الآلية التي من خلالها الكائنات الحية لقد تغيروا. اقترح داروين فرضيتين رئيسيتين: الكائنات الحية قد انحدرت مع تعديل من أسلاف مشتركة. والعامل الأكثر أهمية الذي يسبب التعديل هو الانتقاء الطبيعي ، الذي يعمل على التباين الذي يمكن توريثه.

قدم داروين معلومات وفيرة عن النسب مع التعديل ، منذ ذلك الحين ملاحظات مختلفة للتوزيع الجغرافي ، وعلم الحفريات ، وعلم الأجنة ، أكد علم الوراثة ، والبيولوجيا الجزيئية ، وعلم التشريح المقارن ، وعلم الأحافير والكيمياء الحيوية أن جميع الكائنات الحية مرتبطة ببعضها البعض في تاريخ أصل مشترك.

تحديد العوامل لفهم المفهوم

تستخدم كلمة التطور على نطاق واسع كمرادف للتغيير. ومع ذلك ، من المهم ملاحظة أن نوع التطور الذي نتحدث عنه في هذه المقالة بيولوجي. اعتاد جسد رياضي ثلاثي يقضي شهورًا في جبال الهيمالايا على أن يكون على علو شاهق. يرجع جزء من هذا إلى زيادة عدد خلايا الدم الحمراء ، الخلايا المسؤولة عن نقل الأكسجين ، استجابةً للبيئة المحرومة من الأكسجين. يتغير لون فرو الثعلب القطبي من البني إلى الأبيض في الشتاء ، يتغير لونه جلد جسم الإنسان عند تعرضه لأشعة الشمس هي تغيرات فقط تستمر لموسم واحد في السنة. لا يتعلق الأمر بالتغيرات التطورية. التغييرات في السمات خلال حياة الفرد استجابةً للبيئة ليست دليلاً على أن الفرد قد تطور ، لأن هذه السمات غير قابلة للتوريث.

لكي تكون السمات تطورية ، يجب أن تتمتع بالقدرة على نقلها إلى الأجيال اللاحقة. تحدث التغيرات التطورية على مستوى السكان ، والذي يتم تعريفه على أنه مجموعة من الكائنات الحية من نفس النوع التي تعيش في نفس المنطقة الجغرافية ووقت معين. لاحظ داروين أن السكان ، وليس الأفراد ، يتطورون ، على الرغم من أنه لم يكن قادرًا على شرح كيفية تغير هذه السمات بمرور الوقت. من المعروف الآن أن ملف تنوع من السكان هي وظيفة للتنوع الجيني للأفراد داخل مجموعة سكانية. نظرًا لارتباط الجينات والصفات المظهرية ، فإن التطور ينطوي على تغييرات جينية.

الانتقاء الطبيعي والتكيف

الانتقاء الطبيعي هو البقاء و التكاثر التفاضل في الأنماط الجينية المختلفة في السكان ، مما يسبب تغيرات في الترددات الجينية للسكان. إنه "المرشح" الطبيعي للصفات المظهرية في السكان في بيئة معينة. يتضمن التطور عمليات أخرى إلى جانب الانتقاء الطبيعي ، لكن هذا هو الوحيد الذي ينتج عنه تكيفات.

نتج عن داروين والاس أربع ملاحظات تقوم عليها عملية الانتقاء الطبيعي:

1. الكائنات الحية لها اختلافات موروثة من جيل إلى جيل: أكد داروين أن أفراد المجتمع يختلفون في خصائصهم الجسدية والسلوكية والوظيفية. بالإضافة إلى ذلك ، أشار إلى أن التباين ضروري لكي يعمل الانتقاء الطبيعي. كان يعتقد أن هناك آلية وراثة ، لكنه لم يكن متأكدًا أبدًا مما قد يكون.

2. تتنافس الكائنات الحية على الموارد المتاحة: داروين ، مستوحى من افتراضات مالتوس حول النمو الأسي للسكان البشريين مقابل النمو الخطي لـ الموارد أدرك أنه إذا كان لجميع أحفاد الحيوانات البقاء على قيد الحياة ، فإن الموارد المتاحة لن تكون كافية لدعم النمو السكاني. زيادة. تخيل أن كل البشر الذين ولدوا عبر التاريخ قد نجوا حتى الموت. مرحلة الكبار وتكاثرت ، فإن نقص الموارد سيكون أكبر بكثير مما نعيشه حالياً.

3. يختلف الأفراد ضمن مجموعة سكانية في النجاح الإنجابي: يتمتع بعض الأفراد بسمات مواتية تساعدهم على التنافس في بيئة ذات موارد محدودة. يحصل الأفراد ذوو السمات المواتية لبيئة معينة على المزيد من الموارد ويزيدونها احتمالا البقاء على قيد الحياة من أولئك الذين لديهم سمات أقل ملاءمة لتلك البيئة ، والتي تفضل ، ما أسماه Dawin ، النجاح التكاثري التفاضلي.

4. تتكيف الأنواع مع الظروف مع تغير البيئة: التكيف هو أي سمة تطورية تؤدي إلى ازدهار الكائن الحي في بيئة معينة. تكون التكيفات ملحوظة بشكل خاص عندما تظهر كائنات غير مرتبطة تعيش في بيئات مماثلة سمات مماثلة. خراف البحر وطيور البطريق والسلاحف البحرية ، على سبيل المثال ، لها زعانف تساعدها على التحرك في الماء. التكيف مع بيئات معينة هو نتيجة الانتقاء الطبيعي. ينتج عن تراكم التكيفات أنواع جديدة.

دليل التطور

سجل الحفريات

الأحافير هي بقايا وآثار الحياة الماضية أو أي دليل مباشر آخر عليها. تشمل الآثار ، على سبيل المثال ، الممرات وآثار الأقدام والجحور والفضلات ومعارض الكائنات الحية الجوفية. بشكل عام ، لا يتم الحفاظ على الأجزاء اللينة من الكائن الحي لأنها تؤكل من قبل الزبالين أو تتحلل بواسطة الكائنات الدقيقة. في بعض الأحيان يتم دفن الكائن الحي بسرعة كبيرة ، وبهذه الطريقة ، لا يحدث التحلل أبدًا. يكتمل ، أو يكتمل ببطء ، بحيث تترك الأنسجة الرخوة بصمة على الهياكل. ومع ذلك ، فإن معظم السجل الأحفوري يتكون من أجزاء صلبة من الكائنات الحية - مثل العظام أو الأصداف أو الأسنان - لأنها بشكل عام لا تؤكل أو تتلف.

الأدلة البيوجغرافية

أكد داروين أنه في الحالة التي يكون فيها جغرافية يفصل بين البحار والجزر والقارات ، كان من المتوقع وجود مزيج مختلف من النباتات والحيوانات. على سبيل المثال ، لاحظ داروين أنه لا توجد أرانب في أمريكا الجنوبية ، على الرغم من أن البيئة كانت مناسبة لهم للعيش هناك. في تاريخ الأرض ، كانت أمريكا الجنوبية والقارة القطبية الجنوبية وأستراليا مرتبطة في الأصل. الجرابيات ، وهي ثدييات تمتلك إناثها كيسًا خارجيًا حيث يكمل صغارها نموهم ، تطورت من خلال أسلاف الثدييات البويضات. اليوم الجرابيات مستوطنة في أمريكا الجنوبية وأستراليا. المنطقة التي أصبحت أستراليا الآن مقسمة ، مما أدى إلى تنوع كبير في الجرابيات. نتيجة للمنافسة الصغيرة التي تمارسها الثدييات المشيمية ، والتي ينهي صغارها نموها داخل رحم الأم. حدثت العملية المعاكسة في أمريكا الجنوبية حيث سادت الثدييات المشيمية ، والمنافسة على كانت الجرابيات أكبر ، وبالتالي ، كان تنوع الجرابيات أقل فيما يتعلق بما حدث في أستراليا.

دليل تشريحي

تُستخدم الأطراف الأمامية للفقاريات بطرق مختلفة ، للطيران ، والسباحة ، والجري ، والتسلق ، والتأرجح على أغصان الأشجار. ومع ذلك ، فإن جميع الأطراف لها نفس عدد العظام المنظمة بطرق متشابهة. الهياكل المتشابهة تشريحيًا ، لأنها موروثة من سلف مشترك ، تسمى متجانسة. من ناحية أخرى ، فإن الهياكل المماثلة لها نفس الوظيفة ، لكنها نشأت في مجموعات مختلفة بشكل مستقل.

الهياكل الأثرية

إنه هيكل مختزل أو غير مكتمل التطور ليس له وظيفة أو له وظيفة منخفضة. على الرغم من أنه يبدو أن الهياكل الأثرية ليس لها وظيفة ، إلا أنه يمكن أن يكون لها استخدامات جديدة في بعض الأحيان. من الأمثلة على الهياكل الأثرية أجنحة النعام ، ولم يعد لها وظيفة الطيران ، لكنها تمنح الطائر الاستقرار عند الجري و هذا يسمح لها بالوصول إلى سرعة أعلى ، وهذا يدل على أن الانتقاء الطبيعي يمكن أن يعطي وظيفة مختلفة للهياكل الأثرية.

الأدلة البيوكيميائية

تستخدم جميع الكائنات الحية نفس الجزيئات الكيميائية الحيوية الأساسية ، بما في ذلك الحمض النووي, RNA و ATP. من هذا نستنتج أن الخلايا الحية الأولى امتلكت هذه الجزيئات الحيوية وكانت هي التي أدت إلى نشوء الحياة كما نعرفها. علاوة على ذلك ، بعض متواليات الأحماض الأمينية للبعض البروتينات إنها متشابهة في جميع أنحاء شجرة الحياة.