Ορισμός της Βιολογικής Εξέλιξης

Ένα πολύ αξιοσημείωτο πρόσφατο εύρημα είναι η ανακάλυψη ότι ορισμένα από τα γονίδιά μας είναι ίδια με αυτά άλλων. οργανισμών μονοθάλαμος Αυτό χρησιμεύει ως απόδειξη ότι όλες οι μορφές ζωής - συμπεριλαμβανομένων των βακτηρίων, των φυτών, των μυκήτων και των ζώων - μοιράζονται τους προγόνους τους. Η βιολογική εξέλιξη είναι μια από τις μεγάλες ενοποιητικές θεωρίες της Βιολογίας.

Ιστορικό υπόβαθρο της εξέλιξης

Στα μέσα του 19ου αιώνα, ένας αυξανόμενος αριθμός βιολόγων είχε καταλήξει στο συμπέρασμα ότι τα σημερινά είδη εξελίχθηκαν από προγενέστερα είδη. Ένας από τους πρώτους επιστήμονες που πρότειναν έναν μηχανισμό για την εξέλιξη ήταν ο Γάλλος βιολόγος Jean Baptiste Lamarck (1744-1829). Το 1809, ο Lamarck υπέθεσε ότι οι οργανισμοί εξελίχθηκαν μέσω της κληρονομιάς επίκτητων χαρακτηριστικών, μια διαδικασία κατά την οποία ότι τα σώματα των ζωντανών οργανισμών τροποποιήθηκαν από τη χρήση ή την έλλειψη εξαρτημάτων και αυτές οι τροποποιήσεις κληρονομήθηκαν στους απογόνους τους απόγονοι. Ωστόσο, σήμερα είναι γνωστό ότι οι εξελικτικές διαδικασίες δεν συμβαίνουν με αυτόν τον τρόπο.

Το 1858, ο Κάρολος Δαρβίνος (1809-1882) και ο Άλφρεντ Ράσελ Γουάλας (1823-1913) μοιράστηκαν ανεξάρτητα στοιχεία πειστικά στοιχεία ότι υποστήριξε τη βιολογική εξέλιξη και ότι εξήγησε επίσης τον μηχανισμό μέσω του οποίου οι οργανισμοί άλλαξαν. Ο Δαρβίνος πρότεινε δύο κύριες υποθέσεις: οι οργανισμοί έχουν προέλθει, με τροποποίηση, από κοινούς προγόνους. και ο πιο σημαντικός παράγοντας που προκαλεί την τροποποίηση είναι η φυσική επιλογή, που ενεργεί στην παραλλαγή που μπορεί να κληρονομηθεί.

Ο Δαρβίνος παρείχε άφθονες πληροφορίες για την κάθοδο με τροποποίηση, έκτοτε διάφορες παρατηρήσεις γεωγραφικής κατανομής, παλαιοντολογίας, εμβρυολογίας, η γενετική, η μοριακή βιολογία, η συγκριτική ανατομία, η παλαιοντολογία και η βιοχημεία έχουν επιβεβαιώσει ότι όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί σχετίζονται μεταξύ τους σε μια ιστορία κοινή καταγωγή.

Καθοριστικοί παράγοντες για την κατανόηση της έννοιας

Η λέξη εξέλιξη χρησιμοποιείται ευρέως ως συνώνυμο της αλλαγής. Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το είδος της εξέλιξης για το οποίο μιλάμε σε αυτό το άρθρο είναι βιολογικό. Το σώμα ενός τριαθλητή που περνά μήνες στα Ιμαλάια συνηθίζει να βρίσκεται σε μεγάλο υψόμετρο. Μέρος αυτού οφείλεται στο ότι ο αριθμός των ερυθρών αιμοσφαιρίων, κυττάρων που είναι υπεύθυνα για τη μεταφορά οξυγόνου, αυξάνεται σε αριθμό ως απόκριση στο περιβάλλον που στερείται οξυγόνου. Η αλλαγή χρώματος της γούνας της αρκτικής αλεπούς από καφέ σε λευκό το χειμώνα, η αλλαγή χρώματος του το δέρμα του ανθρώπινου σώματος όταν εκτίθεται στον ήλιο είναι μόνο αλλαγές που διαρκούν μία εποχή το χρόνο. Δεν πρόκειται για εξελικτικές αλλαγές. Οι αλλαγές στα χαρακτηριστικά κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ατόμου ως απόκριση στο περιβάλλον δεν αποτελούν απόδειξη ότι το άτομο έχει εξελιχθεί, καθώς τέτοια χαρακτηριστικά δεν είναι κληρονομήσιμα.

Για να είναι τα χαρακτηριστικά εξελικτικά, πρέπει να έχουν την ικανότητα να μεταβιβάζονται στις επόμενες γενιές. Οι εξελικτικές αλλαγές συμβαίνουν σε επίπεδο πληθυσμού, το οποίο ορίζεται ως μια ομάδα οργανισμών του ίδιου είδους που κατοικούν στην ίδια γεωγραφική περιοχή και σε μια δεδομένη χρονική στιγμή. Ο Δαρβίνος σημείωσε ότι οι πληθυσμοί, όχι τα άτομα, εξελίσσονται, αν και δεν ήταν σε θέση να εξηγήσει πώς αλλάζουν αυτά τα χαρακτηριστικά με την πάροδο του χρόνου. Είναι πλέον γνωστό ότι η ποικιλία ενός πληθυσμού είναι συνάρτηση της γενετικής ποικιλότητας των ατόμων μέσα σε έναν πληθυσμό. Επειδή τα γονίδια και τα φαινοτυπικά γνωρίσματα σχετίζονται, η εξέλιξη περιλαμβάνει γενετικές αλλαγές.

Φυσική επιλογή και προσαρμογή

Η φυσική επιλογή είναι η επιβίωση και αναπαραγωγή διαφορά διαφορετικών γονότυπων σε έναν πληθυσμό, προκαλώντας αλλαγές στις γενετικές συχνότητες των πληθυσμών. Είναι το φυσικό «φίλτρο» των φαινοτυπικών χαρακτηριστικών σε πληθυσμούς σε ένα δεδομένο περιβάλλον. Η εξέλιξη περιλαμβάνει και άλλες διαδικασίες εκτός από τη φυσική επιλογή, αλλά αυτή είναι η μόνη που οδηγεί σε προσαρμογές.

Ο Δαρβίνος και ο Γουάλας κατέληξαν σε τέσσερις παρατηρήσεις στις οποίες βασίζεται η διαδικασία της φυσικής επιλογής:

1. Οι οργανισμοί έχουν παραλλαγές που κληρονομούνται από γενιά σε γενιά: Ο Δαρβίνος τόνισε ότι τα μέλη ενός πληθυσμού ποικίλλουν ως προς τα φυσικά, συμπεριφορικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά τους. Επιπλέον, επεσήμανε ότι η διακύμανση είναι απαραίτητη για να λειτουργήσει η φυσική επιλογή. Πίστευε ότι υπήρχε ένας μηχανισμός κληρονομικότητας, αλλά ποτέ δεν ήταν σίγουρος τι μπορεί να ήταν.

2. Οι οργανισμοί ανταγωνίζονται για τους διαθέσιμους πόρους: ο Δαρβίνος, εμπνευσμένος από τα αξιώματα του Μάλθους σχετικά με την εκθετική αύξηση του ανθρώπινου πληθυσμού έναντι της γραμμικής αύξησης του Πόροι Συνειδητοποίησε ότι εάν όλοι οι απόγονοι ενός πληθυσμού ζώων επρόκειτο να επιβιώσουν, οι διαθέσιμοι πόροι θα ήταν ανεπαρκείς για να υποστηρίξουν τον αυξανόμενο πληθυσμό. αυξάνουν. Φανταστείτε ότι όλα τα ανθρώπινα όντα που έχουν γεννηθεί σε όλη την ιστορία έχουν επιβιώσει μέχρι το θάνατό τους. στάδιο ενηλίκων και είχε αναπαραχθεί, η έλλειψη πόρων θα ήταν πολύ μεγαλύτερη από αυτό που ζούμε επί του παρόντος.

3. Τα άτομα σε έναν πληθυσμό διαφέρουν ως προς την αναπαραγωγική επιτυχία: Μερικά άτομα έχουν ευνοϊκά χαρακτηριστικά που τα βοηθούν να ανταγωνίζονται σε ένα περιβάλλον με περιορισμένους πόρους. Τα άτομα με ευνοϊκά χαρακτηριστικά για ένα δεδομένο περιβάλλον αποκτούν περισσότερους πόρους και αυξάνουν τους πόρους τους πιθανότητα επιβίωσης από εκείνα με λιγότερο ευνοϊκά χαρακτηριστικά για αυτό το περιβάλλον, που ευνοεί, όπως αποκάλεσε ο Dawin, μια διαφορική αναπαραγωγική επιτυχία.

4. Τα είδη προσαρμόζονται στις συνθήκες καθώς αλλάζει το περιβάλλον: Προσαρμογή είναι οποιοδήποτε εξελικτικό χαρακτηριστικό που προκαλεί έναν οργανισμό να ευδοκιμήσει σε ένα δεδομένο περιβάλλον. Οι προσαρμογές είναι ιδιαίτερα αισθητές όταν άσχετοι οργανισμοί που ζουν σε παρόμοια περιβάλλοντα παρουσιάζουν παρόμοια χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα, οι μανάτες, οι πιγκουίνοι και οι θαλάσσιες χελώνες έχουν βατραχοπέδιλα που τις βοηθούν να κινούνται μέσα στο νερό. Οι προσαρμογές σε συγκεκριμένα περιβάλλοντα είναι το αποτέλεσμα της φυσικής επιλογής. Η συσσώρευση προσαρμογών έχει ως αποτέλεσμα νέα είδη.

Στοιχεία εξέλιξης

αρχείο απολιθωμάτων

Απολιθώματα είναι τα υπολείμματα και τα ίχνη της προηγούμενης ζωής ή οποιαδήποτε άλλη άμεση απόδειξη αυτής. Τα ίχνη περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, μονοπάτια, ίχνη, λαγούμια, περιττώματα και στοές από υπόγειους οργανισμούς. Γενικά, τα μαλακά μέρη ενός οργανισμού δεν διατηρούνται επειδή τρώγονται από οδοκαθαριστές ή αποσυντίθενται από μικροοργανισμών. Μερικές φορές ο οργανισμός θάβεται πολύ γρήγορα και, με αυτόν τον τρόπο, η αποσύνθεση δεν γίνεται ποτέ. ολοκληρωθεί ή ολοκληρώνεται αργά, έτσι ώστε οι μαλακοί ιστοί να αφήνουν ένα αποτύπωμα πάνω τους δομές. Ωστόσο, το μεγαλύτερο μέρος του αρχείου απολιθωμάτων αποτελείται από τα σκληρά μέρη των οργανισμών - όπως οστά, κοχύλια ή δόντια - επειδή γενικά δεν τρώγονται ή καταστρέφονται.

Βιογεωγραφικά στοιχεία

Ο Δαρβίνος τόνισε ότι στην περίπτωση που το γεωγραφία χωρίζει θάλασσες, νησιά και ηπείρους, ήταν αναμενόμενο ένα διαφορετικό μείγμα φυτών και ζώων. Για παράδειγμα, ο Δαρβίνος παρατήρησε ότι δεν υπήρχαν κουνέλια στη Νότια Αμερική, παρόλο που το περιβάλλον ήταν κατάλληλο για να ζήσουν εκεί. Στην ιστορία της Γης, η Νότια Αμερική, η Ανταρκτική και η Αυστραλία ήταν αρχικά συνδεδεμένα. Τα μαρσιποφόρα, θηλαστικά των οποίων τα θηλυκά έχουν έναν εξωτερικό σάκο σώματος όπου τα μικρά τους ολοκληρώνουν την ανάπτυξή τους, εξελίχθηκαν μέσω των προγόνων των ωοτόκων θηλαστικών. Σήμερα τα μαρσιποφόρα είναι ενδημικά στη Νότια Αμερική και την Αυστραλία. Η περιοχή που είναι τώρα η Αυστραλία χωρίστηκε, με αποτέλεσμα μια μεγάλη διαφοροποίηση των μαρσιποφόρων. συνέπεια του μικρού ανταγωνισμού που ασκούν τα πλακούντα θηλαστικά, των οποίων τα μικρά τελειώνουν την ανάπτυξή τους εντός του μητρική μήτρα. Η αντίθετη διαδικασία συνέβη στη Νότια Αμερική όπου κυριαρχούσαν τα πλακούντα θηλαστικά, ανταγωνισμός για τα μαρσιποφόρα ήταν μεγαλύτερη και, ως εκ τούτου, η διαφοροποίηση των μαρσιποφόρων ήταν μικρότερη σε σχέση με αυτή που συνέβη στο Αυστραλία.

ανατομικά στοιχεία

Τα μπροστινά άκρα των σπονδυλωτών χρησιμοποιούνται με διάφορους τρόπους, για να πετάξουν, να κολυμπήσουν, να τρέξουν, να σκαρφαλώσουν, να αιωρούνται σε κλαδιά δέντρων. Ωστόσο, όλα τα άκρα έχουν τον ίδιο αριθμό οστών οργανωμένα με παρόμοιους τρόπους. Οι δομές που είναι ανατομικά παρόμοιες, επειδή κληρονομούνται από κοινό πρόγονο, ονομάζονται ομόλογες. Από την άλλη πλευρά, οι ανάλογες δομές έχουν την ίδια λειτουργία, αλλά προέρχονται από διαφορετικές ομάδες ανεξάρτητα.

υπολειμματικές δομές

Είναι μια μειωμένη ή ατελώς ανεπτυγμένη δομή που δεν έχει καμία λειτουργία ή έχει μειωμένη λειτουργία. Αν και οι υπολειμματικές δομές φαίνεται να μην έχουν καμία λειτουργία, μερικές φορές μπορεί να έχουν νέες χρήσεις. Παραδείγματα υπολειμματικών δομών είναι τα φτερά της στρουθοκαμήλου, δεν έχουν πλέον τη λειτουργία πτήσης, αλλά δίνουν σταθερότητα στο πουλί όταν τρέχει και Αυτό του επιτρέπει να φτάσει σε υψηλότερη ταχύτητα, αυτό δείχνει ότι η φυσική επιλογή μπορεί να δώσει μια διαφορετική λειτουργία στις υπολειπόμενες δομές.

βιοχημικά στοιχεία

Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί χρησιμοποιούν τα ίδια βασικά βιοχημικά μόρια, συμπεριλαμβανομένων DNA, RNA και ATP. Από αυτό συμπεραίνουμε ότι τα πρώτα ζωντανά κύτταρα κατείχαν αυτά τα βιομόρια και ήταν αυτά που δημιούργησαν τη ζωή όπως τη γνωρίζουμε. Επιπλέον, ορισμένες αλληλουχίες αμινοξέων ορισμένων πρωτεΐνες είναι παρόμοια σε όλο το δέντρο της ζωής.