Bioloogilise evolutsiooni definitsioon

Väga tähelepanuväärne hiljutine avastus on avastus, et mõned meie geenid on samad, mis teistel. organismid üherakuline See on tõend selle kohta, et kõik eluvormid – sealhulgas bakterid, taimed, seened ja loomad – jagavad oma esivanemaid. Bioloogiline evolutsioon on üks suuremaid bioloogiat ühendavaid teooriaid.

Evolutsiooni ajalooline taust

19. sajandi keskpaigaks jõudis üha suurem arv biolooge järeldusele, et praegused liigid arenesid välja varasematest liikidest. Üks esimesi teadlasi, kes pakkus välja evolutsioonimehhanismi, oli prantsuse bioloog Jean Baptiste Lamarck (1744-1829). 1809. aastal püstitas Lamarck hüpoteesi, et organismid arenesid omandatud tunnuste pärimise kaudu, mis on protsess, mille käigus et elusorganismide kehad on muudetud osade kasutamise või nende puudumise tõttu ja need modifikatsioonid on päritud nende järglastele järeltulijad. Tänapäeval on aga teada, et evolutsiooniprotsessid sel viisil ei toimu.

Aastal 1858 jagasid Charles Darwin (1809-1882) ja Alfred Russel Wallace (1823-1913) iseseisvalt tõendeid veenvad tõendid selle kohta, et see toetab bioloogilist evolutsiooni ja selgitas ka organismide mehhanismi nad muutusid. Darwin pakkus välja kaks peamist hüpoteesi: organismid on koos modifikatsiooniga põlvnenud ühistelt esivanematelt; ja kõige olulisem modifikatsiooni põhjustav tegur on looduslik valik, mis toimib pärilikule variatsioonile.

Darwin pakkus küllaldaselt teavet põlvnemise kohta koos modifikatsioonidega, sellest ajast peale on tehtud mitmesuguseid vaatlusi geograafilise leviku, paleontoloogia, embrüoloogia, geneetika, molekulaarbioloogia, võrdlev anatoomia, paleontoloogia ja biokeemia on kinnitanud, et kõik elusorganismid on ajaloo jooksul üksteisega seotud. ühine esivanem.

Määravad tegurid mõiste mõistmiseks

Sõna evolutsioon on laialdaselt kasutusel muutuste sünonüümina. Siiski on oluline märkida, et evolutsiooni tüüp, millest selles artiklis räägime, on bioloogiline. Kuude Himaalajas veetva triatleedi keha harjub kõrgel olema. Osa sellest on tingitud sellest, et hapniku transportimise eest vastutavate punaste vereliblede arv suureneb vastusena hapnikuvaesele keskkonnale. Arktilise rebase karva värvimuutus talvel pruunist valgeks, värvimuutus Inimkeha nahal päikese käes viibimine on muutused, mis kestavad vaid ühe hooaja aastas. See ei puuduta evolutsioonilisi muutusi. Muutused tunnustes indiviidi elu jooksul vastusena keskkonnale ei tõenda, et isik on arenenud, kuna sellised tunnused ei ole pärilikud.

Et tunnused oleksid evolutsioonilised, peavad need olema võimelised järgmistele põlvkondadele edasi kanduma. Evolutsioonilised muutused toimuvad populatsiooni tasandil, mida defineeritakse kui ühte liiki organismide rühma, mis asustavad samas geograafilises piirkonnas ja teatud ajahetkel. Darwin märkis, et populatsioonid, mitte indiviidid, arenevad, kuigi ta ei suutnud selgitada, kuidas need tunnused aja jooksul muutuvad. Nüüdseks on teada, et mitmekesisust populatsiooni suurus on populatsioonis olevate isendite geneetilise mitmekesisuse funktsioon. Kuna geenid ja fenotüübilised tunnused on omavahel seotud, hõlmab evolutsioon geneetilisi muutusi.

Looduslik valik ja kohanemine

Looduslik valik on ellujäämine ja paljunemine populatsiooni erinevate genotüüpide erinevus, mis põhjustab muutusi populatsioonide geneetilistes sagedustes. Ta on teatud keskkonna populatsioonide fenotüüpsete tunnuste loomulik "filter". Evolutsioon hõlmab peale loodusliku valiku ka muid protsesse, kuid see on ainus, mille tulemuseks on kohandused.

Darwin ja Wallace tegid neli tähelepanekut, millel loodusliku valiku protsess põhineb:

1. Organismidel on variatsioone, mis päranduvad põlvest põlve: Darwin rõhutas, et populatsiooni liikmed erinevad oma füüsiliste, käitumuslike ja funktsionaalsete omaduste poolest. Lisaks tõi ta välja, et varieerumine on loodusliku valiku toimimiseks hädavajalik. Ta arvas, et on olemas pärimismehhanism, kuid ta polnud kunagi kindel, mis see võib olla.

2. Organismid võistlevad olemasolevate ressursside pärast: Darwin, inspireeritud Malthuse postulaatidest inimpopulatsiooni eksponentsiaalse kasvu vs. Ressursid Ta mõistis, et kui kõik loomapopulatsiooni järeltulijad peaksid ellu jääma, ei piisa olemasolevatest ressurssidest kasvava populatsiooni toetamiseks. suurendama. Kujutage ette, et kõik inimesed, kes on läbi ajaloo sündinud, on oma surmani ellu jäänud. täiskasvanute staadiumis ja oleks paljunenud, oleks ressursside puudus palju suurem kui see, mida me elame praegu.

3. Populatsioonis olevad indiviidid erinevad paljunemise edukuse poolest: mõnel isendil on soodsad omadused, mis aitavad neil piiratud ressurssidega keskkonnas konkureerida. Antud keskkonna jaoks soodsate omadustega isikud saavad rohkem ressursse ja suurendavad nende ressursse tõenäosus ellujäämisvõimet kui need, kellel on selle keskkonna jaoks vähem soodsad tunnused, mis soosib, mida Dawin nimetas, erinevat paljunemist.

4. Liigid kohanduvad keskkonna muutudes tingimustega: kohanemine on mis tahes evolutsiooniline tunnus, mis paneb organismi antud keskkonnas õitsema. Kohanemised on eriti märgatavad, kui sarnases keskkonnas elavatel sõltumatutel organismidel on sarnased tunnused. Näiteks manaatidel, pingviinidel ja merikilpkonnadel on lestad, mis aitavad neil vees liikuda. Kohanemine konkreetsete keskkondadega on loodusliku valiku tulemus. Kohanemiste kuhjumine toob kaasa uued liigid.

Tõendid evolutsioonist

fossiilide rekord

Fossiilid on eelmise elu jäänused ja jäljed või muud otsesed tõendid selle kohta. Jälgede hulka kuuluvad näiteks maa-aluste organismide jäljed, jalajäljed, urud, väljaheited ja galeriid. Üldiselt organismi pehmed osad ei säili, kuna need söövad ära koristajad või need lagunevad. mikroorganismid. Mõnikord mattub organism väga kiiresti ja nii ei toimu lagunemist kunagi. täielik või lõpetatakse aeglaselt, nii et pehmed koed jätavad oma jälje struktuurid. Suurem osa fossiilidest koosneb aga organismide kõvadest osadest – nagu luud, kestad või hambad –, kuna neid üldiselt ei sööda ega hävitata.

Biogeograafilised tõendid

Darwin rõhutas, et juhul, kui geograafia eraldab mered, saared ja mandrid, oli oodata teistsugust taimede ja loomade segu. Näiteks täheldas Darwin, et Lõuna-Ameerikas polnud küülikuid, kuigi keskkond oli neile seal elamiseks sobiv. Maa ajaloos olid Lõuna-Ameerika, Antarktika ja Austraalia algselt ühendatud. Marsupiaalid, imetajad, kelle emastel on väline kehakott, kus nende pojad oma arengu lõpetavad, arenesid välja munarakkudega imetajatest esivanemate kaudu. Tänapäeval on kukkurloomad endeemilised Lõuna-Ameerikas ja Austraalias. Territoorium, mis praegu on Austraalia, jagunes, mille tulemuseks on kukkurloomade suur mitmekesisus. platsentaimetajate vähese konkurentsi tagajärjeks, kelle pojad lõpetavad oma arengu selles emaüsas. Lõuna-Ameerikas toimus vastupidine protsess, kus domineerisid platsentaimetajad, konkurents nende pärast kukkusloomade arv oli suurem ja seetõttu oli nende mitmekesisus väiksem kui aastal Austraalia.

anatoomilised tõendid

Selgroogsete esijäsemeid kasutatakse erineval viisil, lendamiseks, ujumiseks, jooksmiseks, ronimiseks, puuokstel kiikumiseks. Kõigil jäsemetel on aga sama arv luid, mis on korraldatud sarnaselt. Struktuure, mis on anatoomiliselt sarnased, kuna need on päritud ühiselt esivanemalt, nimetatakse homoloogseteks. Teisest küljest on analoogsetel struktuuridel sama funktsioon, kuid need tekkisid erinevatest rühmadest sõltumatult.

vestigiaalsed struktuurid

See on vähenenud või mittetäielikult välja arenenud struktuur, millel puudub funktsioon või mis on vähenenud. Kuigi vestigiaalsetel struktuuridel ei näi olevat mingit funktsiooni, võib neil mõnikord olla uus kasutusala. Vestigiaalsete struktuuride näideteks on jaanalinnu tiivad, neil ei ole enam lendamisfunktsiooni, kuid need annavad linnule stabiilsuse, kui ta jookseb ja see võimaldab tal saavutada suuremat kiirust, see näitab, et looduslik valik võib anda vestigiaalsetele struktuuridele teistsuguse funktsiooni.

biokeemilised tõendid

Kõik elusorganismid kasutavad samu biokeemilisi põhimolekule, sealhulgas DNA, RNA ja ATP. Sellest järeldame, et esimestel elusrakkudel olid need biomolekulid ja need tekitasid elu sellisel kujul, nagu me seda teame. Lisaks mõned aminohappejärjestused valgud nad on sarnased kogu elupuu ulatuses.