Definice biologické evoluce

Velmi pozoruhodným nedávným zjištěním je zjištění, že některé naše geny jsou stejné jako geny ostatních. organismy jednobuněčný To slouží jako důkaz, že všechny formy života – včetně bakterií, rostlin, hub a zvířat – sdílejí své předky. Biologická evoluce je jednou z velkých sjednocujících teorií biologie.

Historické pozadí evoluce

V polovině 19. století rostoucí počet biologů dospěl k závěru, že současné druhy se vyvinuly z dřívějších druhů. Jedním z prvních vědců, kteří navrhli mechanismus evoluce, byl francouzský biolog Jean Baptiste Lamarck (1744-1829). V roce 1809 Lamarck vyslovil hypotézu, že organismy se vyvíjely prostřednictvím dědičnosti získaných vlastností, což je proces, ve kterém že těla živých organismů byla upravena použitím nebo nepoužitím částí a tyto modifikace byly zděděny jejich potomky decendents. Dnes je však známo, že evoluční procesy tímto způsobem neprobíhají.

V roce 1858 Charles Darwin (1809-1882) a Alfred Russel Wallace (1823-1913) nezávisle sdíleli důkazy přesvědčivé důkazy, že podporuje biologickou evoluci a že také vysvětluje mechanismus, kterým organizmy změnili se. Darwin navrhl dvě hlavní hypotézy: organismy pocházejí s modifikací od společných předků; a nejdůležitějším faktorem způsobujícím modifikaci je přirozený výběr, působící na variaci, kterou lze zdědit.

Darwin poskytl bohaté informace o původu s modifikacemi, od té doby různá pozorování geografického rozšíření, paleontologie, embryologie, genetika, molekulární biologie, srovnávací anatomie, paleontologie a biochemie potvrdily, že všechny živé organismy jsou navzájem příbuzné v historii společných předků.

Určující faktory pro pochopení pojmu

Slovo evoluce je široce používáno jako synonymum pro změnu. Je však důležité poznamenat, že typ evoluce, o kterém mluvíme v tomto článku, je biologický. Tělo triatlonisty, který tráví měsíce v Himalájích, si zvyká na vysokou nadmořskou výšku. Částečně je to způsobeno tím, že počet červených krvinek, buněk odpovědných za transport kyslíku, vzrůstá v reakci na prostředí s nedostatkem kyslíku. Změna barvy srsti polární lišky z hnědé na bílou v zimě, změna barvy kůže lidského těla při vystavení slunci jsou pouze změny, které trvají jednu sezónu v roce. Nejde o evoluční změny. Změny ve vlastnostech během života jedince v reakci na prostředí nejsou důkazem, že se jedinec vyvinul, protože takové vlastnosti nejsou dědičné.

Aby byly vlastnosti evoluční, musí mít schopnost být předány dalším generacím. K evolučním změnám dochází na úrovni populace, která je definována jako skupina organismů stejného druhu, které obývají stejnou geografickou oblast a danou dobu. Darwin poznamenal, že se vyvíjejí populace, nikoli jednotlivci, i když nebyl schopen vysvětlit, jak se tyto vlastnosti v průběhu času mění. Nyní je známo, že rozmanitost populace je funkcí genetické diverzity jedinců v populaci. Protože geny a fenotypové rysy spolu souvisí, zahrnuje evoluce genetické změny.

Přirozený výběr a adaptace

Přírodní výběr je přežití a reprodukce rozdíl různých genotypů v populaci, což způsobuje změny v genetických frekvencích populací. Je přirozeným „filtrem“ fenotypových znaků v populacích v daném prostředí. Evoluce zahrnuje další procesy kromě přirozeného výběru, ale tento je jediný, který vede k adaptacím.

Darwin a Wallace vyústili ve čtyři pozorování, na kterých je založen proces přirozeného výběru:

1. Organismy mají variace, které se dědí z generace na generaci: Darwin zdůraznil, že členové populace se liší ve svých fyzických, behaviorálních a funkčních charakteristikách. Kromě toho poukázal na to, že variace je nezbytná pro fungování přirozeného výběru. Myslel si, že existuje mechanismus dědičnosti, ale nikdy si nebyl jistý, co by to mohlo být.

2. Organismy soutěží o dostupné zdroje: Darwin, inspirovaný Malthusovými postuláty o exponenciálním růstu lidské populace vs. Zdroje Uvědomil si, že pokud by všichni potomci zvířecí populace přežili, dostupné zdroje by nestačily na podporu rostoucí populace. zvýšit. Představte si, že všechny lidské bytosti, které se během historie narodily, přežily až do své smrti. dospělého stádia a rozmnožili by se, nedostatek zdrojů by byl mnohem větší než to, co žijeme v současné době.

3. Jednotlivci v rámci populace se liší v reprodukčním úspěchu: Někteří jedinci mají příznivé vlastnosti, které jim pomáhají soutěžit v prostředí s omezenými zdroji. Jedinci s příznivými vlastnostmi pro dané prostředí získávají více zdrojů a zvyšují své pravděpodobnost přežití než ti s méně příznivými vlastnostmi pro toto prostředí, které podporuje, jak to Dawin nazval, rozdílný reprodukční úspěch.

4. Druhy se přizpůsobují podmínkám, jak se mění prostředí: Adaptace je jakákoli evoluční vlastnost, která způsobuje, že organismus prospívá v daném prostředí. Adaptace jsou zvláště patrné, když nepříbuzné organismy žijící v podobných prostředích vykazují podobné vlastnosti. Například kapustňáci, tučňáci a mořské želvy mají ploutve, které jim pomáhají pohybovat se ve vodě. Adaptace na konkrétní prostředí jsou výsledkem přirozeného výběru. Hromaděním adaptací vznikají nové druhy.

Důkazy evoluce

fosilní záznam

Fosílie jsou pozůstatky a stopy minulého života nebo jakýkoli jiný přímý důkaz o něm. Mezi stopy patří například stezky, stopy, nory, trus a galerie podzemních organismů. Obecně platí, že měkké části organismu nejsou zachovány, protože je požírají mrchožrouti nebo jsou rozkládány mikroorganismy. Někdy je organismus pohřben velmi rychle a tímto způsobem k rozkladu nikdy nedojde. kompletní, nebo se dokončuje pomalu, takže měkké tkáně na sobě zanechávají otisk struktur. Většinu fosilních záznamů však tvoří tvrdé části organismů – jako jsou kosti, lastury nebo zuby – protože se obecně nejedí ani neničí.

Biogeografické důkazy

Darwin zdůraznil, že v případě, kdy zeměpis odděluje moře, ostrovy a kontinenty, dal se očekávat jiný mix rostlin a živočichů. Darwin například pozoroval, že v Jižní Americe nežijí žádní králíci, i když prostředí je pro ně vhodné, aby tam žili. V historii Země byly původně spojeny Jižní Amerika, Antarktida a Austrálie. Vačnatci, savci, jejichž samice mají vnější tělesný vak, kde jejich mláďata dokončují svůj vývoj, se vyvinuli prostřednictvím vejcorodých savčích předků. Dnes jsou vačnatci endemičtí v Jižní Americe a Austrálii. Území, které je nyní Austrálií, se oddělilo, což vedlo k velké diverzifikaci vačnatců. důsledkem malé konkurence placentárních savců, jejichž mláďata ukončují svůj vývoj uvnitř mateřské lůno. Opačný proces nastal v Jižní Americe, kde převažovali placentární savci, konkurence o vačnatců bylo větší, a proto byla diverzifikace vačnatců menší než v roce Austrálie.

anatomické důkazy

Přední končetiny obratlovců se používají různými způsoby, létat, plavat, běhat, šplhat, houpat se na větvích stromů. Všechny končetiny však mají stejný počet kostí uspořádaných podobným způsobem. Struktury, které jsou anatomicky podobné, protože jsou zděděny od společného předka, se nazývají homologní. Na druhou stranu, analogické struktury mají stejnou funkci, ale vznikly v různých skupinách nezávisle.

zbytkové struktury

Jde o zmenšenou nebo neúplně vyvinutou strukturu, která nemá žádnou funkci nebo má funkci sníženou. I když se zdá, že zbytkové struktury nemají žádnou funkci, někdy mohou mít nové využití. Příkladem zbytkových struktur jsou křídla pštrosa, která již nemají funkci letu, ale dávají ptákovi stabilitu, když běží a to mu umožňuje dosáhnout vyšší rychlosti, což ukazuje, že přirozený výběr může dát zakrnělým strukturám jinou funkci.

biochemický důkaz

Všechny živé organismy používají stejné základní biochemické molekuly, včetně DNA, RNA a ATP. Z toho usuzujeme, že první živé buňky měly tyto biomolekuly a byly to ty, které daly vzniknout životu, jak jej známe. Dále některé aminokyselinové sekvence některých proteiny jsou si podobní v celém stromu života.