Definícia biologickej evolúcie

Veľmi pozoruhodným nedávnym zistením je zistenie, že niektoré naše gény sú rovnaké ako tie ostatné. organizmov jednobunkový To slúži ako dôkaz, že všetky formy života – vrátane baktérií, rastlín, húb a zvierat – zdieľajú svojich predkov. Biologická evolúcia je jednou z veľkých zjednocujúcich teórií biológie.

Historické pozadie evolúcie

Do polovice 19. storočia rastúci počet biológov dospel k záveru, že súčasné druhy sa vyvinuli zo skorších druhov. Jedným z prvých vedcov, ktorí navrhli mechanizmus evolúcie, bol francúzsky biológ Jean Baptiste Lamarck (1744-1829). V roku 1809 Lamarck vyslovil hypotézu, že organizmy sa vyvinuli prostredníctvom dedenia získaných vlastností, čo je proces, v ktorom že telá živých organizmov boli upravené použitím alebo nepoužitím častí a tieto úpravy sa zdedili na ich potomstvo decendentov. Dnes je však známe, že evolučné procesy týmto spôsobom neprebiehajú.

V roku 1858 Charles Darwin (1809-1882) a Alfred Russel Wallace (1823-1913) nezávisle zdieľali dôkazy presvedčivé dôkazy, že podporovala biologickú evolúciu a že tiež vysvetlila mechanizmus, ktorým organizmy zmenili sa. Darwin navrhol dve hlavné hypotézy: organizmy pochádzajú s modifikáciou od spoločných predkov; a najdôležitejším faktorom spôsobujúcim modifikáciu je prirodzený výber, ktorý pôsobí na variácie, ktoré možno zdediť.

Darwin poskytol množstvo informácií o pôvode s modifikáciou, odvtedy rôzne pozorovania geografického rozšírenia, paleontológie, embryológie, genetika, molekulárna biológia, porovnávacia anatómia, paleontológia a biochémia potvrdili, že všetky živé organizmy sú navzájom príbuzné v histórii spoločný pôvod.

Určujúce faktory na pochopenie pojmu

Slovo evolúcia sa bežne používa ako synonymum pre zmenu. Je však dôležité poznamenať, že typ evolúcie, o ktorej hovoríme v tomto článku, je biologický. Telo triatlonistu, ktorý trávi mesiace v Himalájach, si zvyká na vysokú nadmorskú výšku. Čiastočne je to spôsobené tým, že počet červených krviniek, buniek zodpovedných za transport kyslíka, sa zvyšuje v reakcii na prostredie s nedostatkom kyslíka. Zmena farby srsti polárnej líšky z hnedej na bielu v zime, zmena farby pokožka ľudského tela pri vystavení slnku sú len zmeny, ktoré trvajú jednu sezónu v roku. Nie je to o evolučných zmenách. Zmeny vo vlastnostiach počas života jednotlivca v reakcii na prostredie nie sú dôkazom toho, že sa jednotlivec vyvinul, pretože takéto vlastnosti nie sú dedičné.

Aby boli vlastnosti evolučné, musia mať schopnosť preniesť sa na ďalšie generácie. K evolučným zmenám dochádza na úrovni populácie, ktorá je definovaná ako skupina organizmov rovnakého druhu, ktoré obývajú rovnakú geografickú oblasť a daný čas. Darwin poznamenal, že sa vyvíjajú populácie, nie jednotlivci, hoci nedokázal vysvetliť, ako sa tieto vlastnosti v priebehu času menia. Teraz je známe, že rôznorodosť populácie je funkciou genetickej diverzity jednotlivcov v rámci populácie. Pretože gény a fenotypové znaky spolu súvisia, evolúcia zahŕňa genetické zmeny.

Prirodzený výber a adaptácia

Prirodzený výber je prežitie a reprodukcie rozdielnosť rôznych genotypov v populácii, čo spôsobuje zmeny v genetických frekvenciách populácií. Je prirodzeným „filtrom“ fenotypových znakov v populáciách v danom prostredí. Evolúcia zahŕňa aj iné procesy okrem prirodzeného výberu, ale tento jediný vedie k adaptáciám.

Darwin a Wallace vyústili do štyroch pozorovaní, na ktorých je založený proces prirodzeného výberu:

1. Organizmy majú variácie, ktoré sa dedia z generácie na generáciu: Darwin zdôraznil, že členovia populácie sa líšia svojimi fyzickými, behaviorálnymi a funkčnými charakteristikami. Okrem toho poukázal na to, že variácia je nevyhnutná pre fungovanie prirodzeného výberu. Myslel si, že existuje mechanizmus dedičnosti, ale nikdy si nebol istý, čo by to mohlo byť.

2. Organizmy súťažia o dostupné zdroje: Darwin, inšpirovaný Malthusovými postulátmi o exponenciálnom raste ľudskej populácie vs. Zdroje Uvedomil si, že ak by všetci potomkovia populácie zvierat prežili, dostupné zdroje by nestačili na podporu rastúcej populácie. zvýšiť. Predstavte si, že všetky ľudské bytosti, ktoré sa v histórii narodili, prežili až do svojej smrti. dospelého štádia a mali by sa rozmnožiť, nedostatok zdrojov by bol oveľa väčší ako to, čo žijeme v súčasnosti.

3. Jednotlivci v rámci populácie sa líšia v reprodukčnom úspechu: Niektorí jednotlivci majú priaznivé vlastnosti, ktoré im pomáhajú súťažiť v prostredí s obmedzenými zdrojmi. Jedinci s priaznivými vlastnosťami pre dané prostredie získavajú viac zdrojov a zvyšujú svoje pravdepodobnosť prežitia ako tí s menej priaznivými vlastnosťami pre toto prostredie, ktoré uprednostňuje, čo Dawin nazýval, rozdielny reprodukčný úspech.

4. Druhy sa prispôsobujú podmienkam, keď sa mení prostredie: Adaptácia je akýkoľvek evolučný znak, ktorý spôsobuje, že organizmus v danom prostredí prosperuje. Adaptácie sú obzvlášť viditeľné, keď nepríbuzné organizmy žijúce v podobnom prostredí vykazujú podobné vlastnosti. Lamantíny, tučniaky a morské korytnačky majú napríklad plutvy, ktoré im pomáhajú pohybovať sa vo vode. Adaptácie na špecifické prostredie sú výsledkom prirodzeného výberu. Výsledkom hromadenia adaptácií sú nové druhy.

Dôkaz evolúcie

fosílny záznam

Fosílie sú pozostatky a stopy minulého života alebo akékoľvek iné priame dôkazy o ňom. Medzi stopy patria napríklad chodníky, stopy, nory, trus a galérie podzemných organizmov. Vo všeobecnosti sa mäkké časti organizmu nezachovajú, pretože ich požierajú mrchožrúti alebo sa rozkladajú mikroorganizmy. Niekedy je organizmus veľmi rýchlo pochovaný a týmto spôsobom k rozkladu nikdy nedôjde. kompletný, alebo sa dokončuje pomaly, takže mäkké tkanivá na sebe zanechajú odtlačok štruktúry. Väčšinu fosílnych záznamov však tvoria tvrdé časti organizmov – ako sú kosti, lastúry alebo zuby – pretože sa vo všeobecnosti nejedia ani neničia.

Biogeografické dôkazy

Darwin zdôraznil, že v prípade, že geografia oddeľuje moria, ostrovy a kontinenty, dala sa očakávať iná zmes rastlín a živočíchov. Darwin si napríklad všimol, že v Južnej Amerike neboli žiadne králiky, aj keď prostredie bolo pre nich vhodné na život. V histórii Zeme boli pôvodne spojené Južná Amerika, Antarktída a Austrália. Vačkovce, cicavce, ktorých samice majú vonkajší telesný vak, kde ich mláďatá dokončujú svoj vývoj, sa vyvinuli prostredníctvom vajcorodých predkov cicavcov. Dnes sú vačkovce endemické v Južnej Amerike a Austrálii. Územie, ktoré je teraz Austráliou, sa oddelilo, čo viedlo k veľkej diverzifikácii vačnatcov. dôsledok malej konkurencie placentárnych cicavcov, ktorých mláďatá končia svoj vývoj v rámci materské lono. Opačný proces nastal v Južnej Amerike, kde prevládali placentárne cicavce, konkurencia o vačkovcov bol väčší, a preto diverzifikácia vačkovcov bola menšia v porovnaní s tým, ku ktorému došlo v r. Austrália.

anatomické dôkazy

Predné končatiny stavovcov sa používajú rôznymi spôsobmi, lietať, plávať, behať, liezť, hojdať sa na vetvách stromov. Všetky končatiny však majú rovnaký počet kostí usporiadaných podobným spôsobom. Štruktúry, ktoré sú anatomicky podobné, pretože sú zdedené od spoločného predka, sa nazývajú homológne. Na druhej strane, analogické štruktúry majú rovnakú funkciu, ale vznikli v rôznych skupinách nezávisle.

pozostatkové štruktúry

Ide o zmenšenú alebo neúplne vyvinutú štruktúru, ktorá nemá žiadnu funkciu alebo má zníženú funkciu. Hoci sa zdá, že pozostatkové štruktúry nemajú žiadnu funkciu, niekedy môžu mať nové využitie. Príkladmi pozostatkových štruktúr sú krídla pštrosa, ktoré už nemajú funkciu letu, ale dávajú vtákovi stabilitu, keď beží a to mu umožňuje dosiahnuť vyššiu rýchlosť, čo ukazuje, že prirodzený výber môže poskytnúť inú funkciu zvyškovým štruktúram.

biochemické dôkazy

Všetky živé organizmy používajú rovnaké základné biochemické molekuly, vrátane DNA, RNA a ATP. Z toho usudzujeme, že prvé živé bunky vlastnili tieto biomolekuly a boli to tie, ktoré dali vzniknúť životu, ako ho poznáme. Ďalej niektoré aminokyselinové sekvencie niekt bielkoviny sú podobné v celom strome života.