ბიოლოგიური ევოლუციის განმარტება

ბოლოდროინდელი ძალიან გასაოცარი აღმოჩენა არის აღმოჩენა, რომ ზოგიერთი ჩვენი გენი იგივეა, რაც სხვების გენი. ორგანიზმები ერთუჯრედიანი ეს ემსახურება იმის მტკიცებულებას, რომ სიცოცხლის ყველა ფორმა - მათ შორის ბაქტერიები, მცენარეები, სოკოები და ცხოველები - იზიარებენ თავიანთ წინაპრებს. ბიოლოგიური ევოლუცია ბიოლოგიის ერთ-ერთი უდიდესი გამაერთიანებელი თეორიაა.

ევოლუციის ისტორიული ფონი

მე-19 საუკუნის შუა ხანებისთვის ბიოლოგების მზარდმა რაოდენობამ დაასკვნა, რომ ამჟამინდელი სახეობები ადრინდელი სახეობებიდან წარმოიშვა. ერთ-ერთი პირველი მეცნიერი, რომელმაც შემოგვთავაზა ევოლუციის მექანიზმი, იყო ფრანგი ბიოლოგი ჟან ბატისტ ლამარკი (1744-1829). 1809 წელს ლამარკმა წამოაყენა ჰიპოთეზა, რომ ორგანიზმები ვითარდებიან შეძენილი მახასიათებლების მემკვიდრეობით, პროცესი, რომლის დროსაც რომ ცოცხალი ორგანიზმების სხეულები მოდიფიცირებული იყო ნაწილების გამოყენებით ან არგამოყენებით და ეს ცვლილებები მემკვიდრეობით გადაეცა მათ შთამომავლებს. შთამომავლები. თუმცა დღეს ცნობილია, რომ ევოლუციური პროცესები ასე არ ხდება.

1858 წელს ჩარლზ დარვინმა (1809-1882) და ალფრედ რასელ უოლასმა (1823-1913) დამოუკიდებლად გაიზიარეს მტკიცებულებები. დამაჯერებელი მტკიცებულება იმისა, რომ იგი მხარს უჭერდა ბიოლოგიურ ევოლუციას და რომ ის ასევე ხსნიდა მექანიზმს, რომლის მეშვეობითაც ორგანიზმები ისინი შეიცვალა. დარვინმა შემოგვთავაზა ორი ძირითადი ჰიპოთეზა: ორგანიზმები, მოდიფიკაციით, წარმოიშვნენ საერთო წინაპრებისგან; და მოდიფიკაციის გამომწვევი ყველაზე მნიშვნელოვანი ფაქტორი არის ბუნებრივი გადარჩევა, რომელიც მოქმედებს იმ ცვალებადობაზე, რომელიც შეიძლება მემკვიდრეობით გადავიდეს.

დარვინმა მოდიფიკაციით წარმოადგინა უხვი ინფორმაცია წარმოშობის შესახებ, მას შემდეგ სხვადასხვა დაკვირვებები გეოგრაფიულ გავრცელებაზე, პალეონტოლოგიაზე, ემბრიოლოგიაზე, გენეტიკა, მოლეკულური ბიოლოგია, შედარებითი ანატომია, პალეონტოლოგია და ბიოქიმია დაადასტურეს, რომ ყველა ცოცხალი ორგანიზმი დაკავშირებულია ერთმანეთთან ისტორიაში. საერთო წარმომავლობა.

განმსაზღვრელი ფაქტორები ცნების გასაგებად

სიტყვა ევოლუცია ფართოდ გამოიყენება, როგორც ცვლილების სინონიმი. თუმცა, მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ ევოლუციის ტიპი, რომელზეც ამ სტატიაში ვსაუბრობთ, არის ბიოლოგიური. სამჭიდის სხეული, რომელიც თვეებს ატარებს ჰიმალაის კუნძულებზე, ეჩვევა მაღალ სიმაღლეზე ყოფნას. ეს არის იმის გამო, რომ სისხლის წითელი უჯრედების რაოდენობა, უჯრედები, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან ჟანგბადის ტრანსპორტირებაზე, იზრდება ჟანგბადმოკლებული გარემოს საპასუხოდ. არქტიკული მელას ბეწვის ფერის შეცვლა ზამთარში ყავისფერიდან თეთრამდე, ფერის შეცვლა მზეზე ზემოქმედების დროს ადამიანის სხეულის კანს მხოლოდ წელიწადში ერთი სეზონი გრძელდება. ეს არ ეხება ევოლუციურ ცვლილებებს. პიროვნების ცხოვრებისეული თვისებების ცვლილებები გარემოზე საპასუხოდ არ არის იმის მტკიცებულება, რომ ინდივიდი განვითარდა, რადგან ასეთი თვისებები არ არის მემკვიდრეობითი.

იმისთვის, რომ ნიშან-თვისებები იყოს ევოლუციური, მათ უნდა ჰქონდეთ უნარი გადასცეს შემდეგ თაობებს. ევოლუციური ცვლილებები ხდება პოპულაციის დონეზე, რომელიც განისაზღვრება, როგორც ერთი და იმავე სახეობის ორგანიზმების ჯგუფი, რომლებიც ბინადრობენ იმავე გეოგრაფიულ არეალში და მოცემულ დროს. დარვინმა აღნიშნა, რომ პოპულაციები და არა ინდივიდები ვითარდებიან, თუმცა მას არ შეეძლო აეხსნა, თუ როგორ იცვლება ეს თვისებები დროთა განმავლობაში. ახლა ცნობილია, რომ მრავალფეროვნება პოპულაცია არის ინდივიდების გენეტიკური მრავალფეროვნების ფუნქცია პოპულაციაში. იმის გამო, რომ გენები და ფენოტიპური თვისებები დაკავშირებულია, ევოლუცია მოიცავს გენეტიკურ ცვლილებებს.

ბუნებრივი გადარჩევა და ადაპტაცია

ბუნებრივი გადარჩევა არის გადარჩენა და რეპროდუქცია პოპულაციაში სხვადასხვა გენოტიპების დიფერენციაცია, რაც იწვევს პოპულაციების გენეტიკური სიხშირის ცვლილებებს. ის არის ფენოტიპური თვისებების ბუნებრივი „ფილტრი“ მოცემულ გარემოში პოპულაციებში. ევოლუცია ბუნებრივი გადარჩევის გარდა სხვა პროცესებსაც მოიცავს, მაგრამ ეს ერთადერთია, რომელიც ადაპტაციას იწვევს.

დარვინმა და უოლასმა მიიღეს ოთხი დაკვირვება, რომლებზეც დაფუძნებულია ბუნებრივი გადარჩევის პროცესი:

1. ორგანიზმებს აქვთ ვარიაციები, რომლებიც მემკვიდრეობით გადაეცემა თაობიდან თაობას: დარვინმა ხაზგასმით აღნიშნა, რომ პოპულაციის წევრები განსხვავდებიან ფიზიკური, ქცევითი და ფუნქციური მახასიათებლებით. გარდა ამისა, მან აღნიშნა, რომ ცვალებადობა აუცილებელია ბუნებრივი გადარჩევის ფუნქციონირებისთვის. მას ეგონა, რომ არსებობდა მემკვიდრეობის მექანიზმი, მაგრამ არასოდეს იყო დარწმუნებული, რა შეიძლება ყოფილიყო ეს.

2. ორგანიზმები კონკურენციას უწევენ ხელმისაწვდომ რესურსებს: დარვინი, შთაგონებული მალტუსის პოსტულატებით ადამიანთა პოპულაციის ექსპონენციალური ზრდის შესახებ და ხაზოვანი ზრდის შესახებ. რესურსები მან გააცნობიერა, რომ თუ ცხოველთა პოპულაციის ყველა შთამომავალი გადარჩებოდა, არსებული რესურსები არასაკმარისი იქნებოდა მზარდი პოპულაციის მხარდასაჭერად. მომატება. წარმოიდგინეთ, რომ ისტორიის მანძილზე დაბადებული ყველა ადამიანი სიკვდილამდე გადარჩა. ზრდასრული ეტაპი და რეპროდუცირება, რესურსების ნაკლებობა ბევრად მეტი იქნებოდა, ვიდრე ჩვენ ვცხოვრობთ ამჟამად.

3. ინდივიდები პოპულაციაში განსხვავდებიან რეპროდუქციული წარმატებით: ზოგიერთ ინდივიდს აქვს ხელსაყრელი თვისებები, რაც ეხმარება მათ კონკურენცია გაუწიონ შეზღუდული რესურსების მქონე გარემოში. მოცემული გარემოსთვის ხელსაყრელი თვისებების მქონე პირები იღებენ მეტ რესურსს და ზრდიან მათ ალბათობა გადარჩენის, ვიდრე იმ გარემოსთვის ნაკლებად ხელსაყრელი თვისებების მქონე, რაც ხელს უწყობს, როგორც დოვინმა უწოდა, დიფერენციალური რეპროდუქციული წარმატება.

4. სახეობები ადაპტირებენ პირობებს გარემოს ცვლილებისას: ადაპტაცია არის ნებისმიერი ევოლუციური თვისება, რომელიც იწვევს ორგანიზმის განვითარებას მოცემულ გარემოში. ადაპტაციები განსაკუთრებით შესამჩნევია, როდესაც მსგავს გარემოში მცხოვრები არანათესავი ორგანიზმები ავლენენ მსგავს მახასიათებლებს. მაგალითად, მანათებს, პინგვინებს და ზღვის კუებს აქვთ ფლიპერები, რომლებიც მათ წყალში გადაადგილებაში ეხმარება. კონკრეტულ გარემოსთან ადაპტაცია ბუნებრივი გადარჩევის შედეგია. ადაპტაციების დაგროვება იწვევს ახალ სახეობებს.

ევოლუციის მტკიცებულება

ნამარხი ჩანაწერი

ნამარხები არის წარსული ცხოვრების ნაშთები და კვალი ან რაიმე სხვა პირდაპირი მტკიცებულება. კვალი მოიცავს, მაგალითად, ბილიკებს, ნაკვალევებს, ბურუსებს, ნარჩენებს და მიწისქვეშა ორგანიზმების გალერეებს. ზოგადად, ორგანიზმის რბილი ნაწილები არ არის დაცული, რადგან მათ ჭამს მწმენდელები ან იშლება. მიკროორგანიზმები. ზოგჯერ ორგანიზმი ძალიან სწრაფად იმარხება და ამ გზით დაშლა არასოდეს ხდება. სრული, ან სრულდება ნელა, ისე, რომ რბილი ქსოვილები ტოვებენ კვალს მათზე სტრუქტურები. თუმცა, ნამარხი ჩანაწერების უმეტესობა შედგება ორგანიზმების მძიმე ნაწილებისგან, როგორიცაა ძვლები, ნაჭუჭები ან კბილები, რადგან ისინი ძირითადად არ იჭმევა ან ნადგურდება.

ბიოგეოგრაფიული მტკიცებულება

დარვინმა ხაზგასმით აღნიშნა, რომ იმ შემთხვევაში, როდესაც გეოგრაფია ჰყოფს ზღვებს, კუნძულებს და კონტინენტებს, მოსალოდნელი იყო მცენარეებისა და ცხოველების განსხვავებული ნაზავი. მაგალითად, დარვინმა შენიშნა, რომ სამხრეთ ამერიკაში კურდღელი არ არსებობდა, მიუხედავად იმისა, რომ მათთვის შესაფერისი გარემო იყო იქ საცხოვრებლად. დედამიწის ისტორიაში, სამხრეთ ამერიკა, ანტარქტიდა და ავსტრალია თავდაპირველად დაკავშირებული იყო. მარსუპიალები, ძუძუმწოვრები, რომელთა მდედრებს აქვთ სხეულის გარეთა ტომარა, სადაც მათი შვილები სრულყოფენ განვითარებას, განვითარდნენ ძუძუმწოვართა კვერცხუჯრედის წინაპრების მეშვეობით. დღეს მარსუპიალები ენდემურია სამხრეთ ამერიკასა და ავსტრალიაში. ტერიტორია, რომელიც ამჟამად ავსტრალიაა, გაიყო, რამაც გამოიწვია მარსუპიალების დიდი დივერსიფიკაცია. პლაცენტური ძუძუმწოვრების მცირე კონკურენციის შედეგია, რომელთა ჩვილები განვითარებას ამთავრებენ დედის საშვილოსნო. საპირისპირო პროცესი მოხდა სამხრეთ ამერიკაში, სადაც ჭარბობდნენ პლაცენტური ძუძუმწოვრები, კონკურენცია მარსუპიალები უფრო დიდი იყო და, შესაბამისად, მარსუპიალების დივერსიფიკაცია ნაკლები იყო იმით, რაც ხდებოდა Ავსტრალია.

ანატომიური მტკიცებულება

ხერხემლიანთა წინა კიდურები გამოიყენება სხვადასხვა გზით, ფრენისთვის, ცურვისთვის, სირბილისთვის, ასვლისთვის, ხის ტოტებზე საქანელად. თუმცა, ყველა კიდურს აქვს იგივე რაოდენობის ძვლები, რომლებიც მოწყობილია მსგავსი გზით. სტრუქტურებს, რომლებიც ანატომიურად მსგავსია, რადგან ისინი მემკვიდრეობით მიიღება საერთო წინაპრისგან, ეწოდება ჰომოლოგიური. მეორეს მხრივ, ანალოგიურ სტრუქტურებს აქვთ იგივე ფუნქცია, მაგრამ ისინი წარმოიშვა სხვადასხვა ჯგუფებში დამოუკიდებლად.

ვესტიგიალური სტრუქტურები

ეს არის შემცირებული ან არასრულად განვითარებული სტრუქტურა, რომელსაც არ აქვს ფუნქცია ან აქვს შემცირებული ფუნქცია. მიუხედავად იმისა, რომ ვესტიგიალურ სტრუქტურებს, როგორც ჩანს, არ აქვთ ფუნქცია, მათ ზოგჯერ შეიძლება ჰქონდეთ ახალი გამოყენება. ვესტიგიური სტრუქტურების მაგალითებია სირაქლემას ფრთები, მათ აღარ აქვთ ფრენის ფუნქცია, მაგრამ აძლევენ სტაბილურობას ფრინველს, როცა ის დარბის და ეს საშუალებას აძლევს მას მიაღწიოს უფრო მაღალ სიჩქარეს, ეს გვიჩვენებს, რომ ბუნებრივ გადარჩევას შეუძლია სხვა ფუნქცია მისცეს ვესტიგიალურ სტრუქტურებს.

ბიოქიმიური მტკიცებულება

ყველა ცოცხალი ორგანიზმი იყენებს ერთსა და იმავე ძირითად ბიოქიმიურ მოლეკულებს, მათ შორის დნმ, რნმ და ATP. აქედან ჩვენ დავასკვნათ, რომ პირველ ცოცხალ უჯრედებს გააჩნდათ ეს ბიომოლეკულები და სწორედ ისინი წარმოადგენდნენ სიცოცხლეს, როგორც ჩვენ ვიცით. გარდა ამისა, ზოგიერთი ამინომჟავის თანმიმდევრობა ცილები ისინი მსგავსია მთელი სიცოცხლის ხეზე.