Opredelitev biološke evolucije

Zelo izjemna nedavna ugotovitev je odkritje, da so nekateri naši geni enaki drugim. organizmov enocelični To služi kot dokaz, da si vse oblike življenja – vključno z bakterijami, rastlinami, glivami in živalmi – delijo svoje prednike. Biološka evolucija je ena od velikih povezovalnih teorij biologije.

Zgodovinsko ozadje evolucije

Do sredine 19. stoletja je vse več biologov sklepalo, da so se trenutne vrste razvile iz prejšnjih vrst. Eden prvih znanstvenikov, ki je predlagal mehanizem evolucije, je bil francoski biolog Jean Baptiste Lamarck (1744-1829). Leta 1809 je Lamarck postavil hipotezo, da so se organizmi razvili z dedovanjem pridobljenih lastnosti, procesom, v katerem da so bila telesa živih organizmov spremenjena zaradi uporabe ali neuporabe delov in so bile te spremembe podedovane svojim potomcem potomci. Vendar je danes znano, da evolucijski procesi ne potekajo na ta način.

Leta 1858 sta Charles Darwin (1809-1882) in Alfred Russel Wallace (1823-1913) neodvisno delila dokaze prepričljiv dokaz, da podpira biološko evolucijo in da pojasnjuje tudi mehanizem, prek katerega organizmi spremenili so se. Darwin je predlagal dve glavni hipotezi: organizmi so s spremembami izvirali iz skupnih prednikov; in najpomembnejši dejavnik, ki povzroča modifikacijo, je naravna selekcija, ki deluje na variacijo, ki se lahko podeduje.

Darwin je ponudil obilo informacij o spustu s spremembami, od takrat pa različna opazovanja geografske porazdelitve, paleontologije, embriologije, genetika, molekularna biologija, primerjalna anatomija, paleontologija in biokemija so potrdili, da so vsi živi organizmi med seboj povezani v zgodovini skupni prednik.

Odločilni dejavniki za razumevanje koncepta

Beseda evolucija se pogosto uporablja kot sinonim za spremembo. Vendar je pomembno omeniti, da je vrsta evolucije, o kateri govorimo v tem članku, biološka. Telo triatlonca, ki mesece preživi v Himalaji, se navadi na visoko nadmorsko višino. Del tega je zato, ker se število rdečih krvnih celic, celic, ki so odgovorne za transport kisika, povečuje kot odziv na okolje, ki mu primanjkuje kisika. Sprememba barve krzna arktične lisice iz rjave v belo pozimi, sprememba barve koža človeškega telesa ob izpostavljenosti soncu so le spremembe, ki trajajo eno sezono na leto. Ne gre za evolucijske spremembe. Spremembe lastnosti v posameznikovem življenju kot odziv na okolje niso dokaz, da se je posameznik razvil, saj te lastnosti niso dedne.

Da bi bile lastnosti evolucijske, morajo imeti sposobnost, da se prenesejo na naslednje generacije. Evolucijske spremembe se pojavljajo na populacijski ravni, ki je opredeljena kot skupina organizmov iste vrste, ki naseljujejo isto geografsko območje in določen čas. Darwin je opozoril, da se populacije, ne posamezniki, razvijajo, čeprav ni mogel razložiti, kako se te lastnosti sčasoma spreminjajo. Zdaj je znano, da raznolikost populacije je funkcija genetske raznovrstnosti posameznikov znotraj populacije. Ker so geni in fenotipske lastnosti povezani, evolucija vključuje genetske spremembe.

Naravna selekcija in prilagajanje

Naravna selekcija je preživetje in razmnoževanje diferenciala različnih genotipov v populaciji, kar povzroča spremembe v genetskih frekvencah populacij. Je naravni "filter" fenotipskih lastnosti v populacijah v danem okolju. Evolucija poleg naravne selekcije vključuje tudi druge procese, vendar je ta edini, ki ima za posledico prilagoditve.

Darwin in Wallace sta privedla do štirih opažanj, na katerih temelji proces naravne selekcije:

1. Organizmi imajo variacije, ki se podedujejo iz generacije v generacijo: Darwin je poudaril, da se pripadniki populacije razlikujejo po svojih fizičnih, vedenjskih in funkcionalnih značilnostih. Poleg tega je poudaril, da je variacija bistvena za delovanje naravne selekcije. Mislil je, da obstaja mehanizem dedovanja, vendar nikoli ni bil prepričan, kaj bi to lahko bilo.

2. Organizmi tekmujejo za razpoložljive vire: Darwin, ki ga navdihujejo Malthusovi postulati o eksponentni rasti človeške populacije v primerjavi z linearno rastjo Viri Spoznal je, da če bi vsi potomci živalske populacije preživeli, bi razpoložljivi viri ne zadostovali za podporo naraščajoče populacije. porast. Predstavljajte si, da so vsa človeška bitja, ki so se rodila skozi zgodovino, preživela do svoje smrti. odrasli in če bi se razmnoževali, bi bilo pomanjkanje sredstev veliko večje od tistega, kar živimo trenutno.

3. Posamezniki znotraj populacije se razlikujejo po reproduktivnem uspehu: nekateri posamezniki imajo ugodne lastnosti, ki jim pomagajo tekmovati v okolju z omejenimi viri. Posamezniki z ugodnimi lastnostmi za dano okolje pridobijo več virov in jih povečajo verjetnost preživetja kot tisti z manj ugodnimi lastnostmi za to okolje, ki daje prednost, kar je Dawin imenoval, diferencialnemu reproduktivnemu uspehu.

4. Vrste se prilagajajo razmeram, ko se okolje spreminja: Prilagoditev je vsaka evolucijska lastnost, ki povzroči, da organizem uspeva v danem okolju. Prilagoditve so še posebej opazne, ko nepovezani organizmi, ki živijo v podobnih okoljih, kažejo podobne lastnosti. Morske krave, pingvini in morske želve imajo na primer plavutke, ki jim pomagajo pri premikanju skozi vodo. Prilagajanje na določeno okolje je posledica naravne selekcije. Kopičenje prilagoditev povzroči nove vrste.

Dokazi o evoluciji

fosilni zapis

Fosili so ostanki in sledi preteklega življenja ali kateri koli drug neposredni dokaz tega. Sledi vključujejo na primer sledi, odtise stopal, brloge, iztrebke in galerije podzemnih organizmov. Na splošno se mehki deli organizma ne ohranijo, ker jih jedo mrhovinarji ali jih razgradijo mikroorganizmi. Včasih se organizem zelo hitro zakoplje in na ta način nikoli ne pride do razgradnje. dokončana ali pa se dokonča počasi, tako da mehka tkiva na sebi pustijo odtis strukture. Vendar pa je večina fosilnih zapisov sestavljena iz trdih delov organizmov – kot so kosti, školjke ali zobje –, ker se na splošno ne zaužijejo ali uničijo.

Biogeografski dokazi

Darwin je poudaril, da v primeru, ko je geografijo ločuje morja, otoke in celine, je bilo pričakovati drugačno mešanico rastlin in živali. Darwin je na primer opazil, da v Južni Ameriki ni zajcev, čeprav je bilo okolje primerno, da tam živijo. V zgodovini Zemlje so bile prvotno povezane Južna Amerika, Antarktika in Avstralija. Torbičarji, sesalci, katerih samice imajo zunanjo vrečko za telo, kjer njihovi mladiči dokončajo svoj razvoj, so se razvili skozi jajcerodne prednike sesalcev. Danes so vrečarji endemični v Južni Ameriki in Avstraliji. Ozemlje, ki je zdaj Avstralija, se je odcepilo, kar je povzročilo veliko diverzifikacijo vrečarjev. posledica majhne konkurence placentnih sesalcev, katerih mladiči končajo svoj razvoj znotraj materino maternico. Nasproten proces se je zgodil v Južni Ameriki, kjer so prevladovali placentni sesalci, konkurenca za vrečarjev je bila večja in zato je bila raznolikost vrečarjev manjša glede na tisto, ki se je zgodila v Avstralija.

anatomski dokazi

Sprednje okončine vretenčarjev se uporabljajo na različne načine, za letenje, plavanje, tek, plezanje, nihanje na drevesnih vejah. Vendar imajo vsi udi enako število kosti, organiziranih na podoben način. Strukture, ki so anatomsko podobne, ker so podedovane od skupnega prednika, se imenujejo homologne. Po drugi strani imajo analogne strukture enako funkcijo, vendar so nastale v različnih skupinah neodvisno.

rudimenzionalne strukture

Je zmanjšana ali nepopolno razvita struktura, ki nima funkcije ali ima zmanjšano funkcijo. Čeprav se zdi, da rudninske strukture nimajo funkcije, imajo včasih lahko novo uporabo. Primeri zaostalih struktur so krila noja, ki nimajo več funkcije letenja, dajejo pa stabilnost ptici, ko teče in to mu omogoča, da doseže višjo hitrost, kar kaže, da lahko naravna selekcija daje drugačno funkcijo rudimentnim strukturam.

biokemični dokazi

Vsi živi organizmi uporabljajo enake osnovne biokemične molekule, vključno z DNK, RNA in ATP. Iz tega sklepamo, da so prve žive celice imele te biomolekule in so bile tiste, ki so povzročile življenje, kot ga poznamo. Poleg tega nekatere aminokislinske sekvence nekaterih beljakovine podobni so po vsem drevesu življenja.