Evoliucija

Darvino teorija

Darvino knygoje "Apie rūšių kilmę" yra dvi temos: evoliucijos įrodymai ir jo idėjos, kaip vyko evoliucija. Šiame skyriuje nagrinėjama antroji tema.

Variacija

Pirmuosiuose dviejuose knygos "Kilmė" skyriuose kalbama apie prijaukintų augalų ir gyvūnų įvairovę bei įvairovę gamtoje.

Visoms gyvoms būtybėms būdingi pokyčiai. Kiekviena ištirta populiacija rodo, kad gyvūnai ir augalai skiriasi taip pat, kaip ir žmonės. ^p90 Tai yra didelis gamtos faktas, be kurio evoliucija neįvyktų. Darvinas teigė, kad kaip žmogus savo ūkyje auginamiems gyvūnams atrenka tai, ko nori, taip gamtoje variacijos leidžia veikti natūraliajai atrankai.

Individo bruožus lemia du dalykai - paveldimumas ir aplinka. Pirma, vystymąsi kontroliuoja iš tėvų paveldėti genai. Antra, gyvenimas daro savo įtaką. Kai kurie dalykai yra visiškai paveldimi, kiti - iš dalies, o kai kurie visai nepaveldimi.

Akių spalva yra visiškai paveldima - tai genetinis bruožas. Ūgis ar svoris paveldimi tik iš dalies, o kalba išvis nepaveldima. Kad būtų aiškiau: tai, kad žmonės gali kalbėti, yra paveldima, tačiau kokia kalba kalbama, priklauso nuo to, kur žmogus gyvena ir ko yra mokomas. Kitas pavyzdys: žmogus paveldi šiek tiek kintamo pajėgumo smegenis. Tai, kas vyksta po gimimo, priklauso nuo daugelio dalykų, pavyzdžiui, namų aplinkos, išsilavinimo ir kitos patirties. Kai žmogus suauga, jo smegenys yra tokios, kokias jas padarė paveldėjimas ir gyvenimo patirtis.

Evoliucija susijusi tik su požymiais, kurie gali būti visiškai ar iš dalies paveldimi. Paveldimos savybės perduodamos iš kartos į kartą per genus. Žmogaus genuose yra visi bruožai, kuriuos jis paveldi iš savo tėvų. Gyvenimo atsitiktinumai nėra perduodami. Be to, žinoma, kiekvienas žmogus gyvena šiek tiek kitokį gyvenimą: tai didina skirtumus.

Bet kurios populiacijos organizmai skiriasi reprodukcine sėkme. ^p81 Evoliucijos požiūriu "reprodukcinė sėkmė" - tai bendras palikuonių, kurie gyvena iki tol, kol susilaukia palikuonių ir patys palieka palikuonių, skaičius.

Paveldėtas kitimas

Pokyčiai gali paveikti būsimas kartas tik tuo atveju, jei jie yra paveldimi. Remdamiesi Gregoro Mendelio darbais, žinome, kad daugelis variacijų yra paveldimos. Mendelio "veiksniai" dabar vadinami genais. Tyrimai parodė, kad beveik kiekvienas lytiškai besidauginančios rūšies individas yra genetiškai unikalus. ^p204

Genetinę variaciją didina genų mutacijos. DNR ne visada tiksliai dauginasi. Pasitaiko retų pokyčių, kurie gali būti paveldimi. Daugelis DNR pokyčių sukelia gedimus; kai kurie yra neutralūs ar net naudingi. Taip atsiranda genetinė variacija, kuri yra evoliucijos daigas. Lytinis dauginimasis, kai mejozės metu kryžminamos chromosomos, platina variaciją populiacijoje. Kiti įvykiai, pavyzdžiui, natūralioji atranka ir dreifas, mažina variaciją. Taigi laukinėje populiacijoje visada yra variacijos, tačiau jos detalės nuolat kinta. ^p90.

Natūralioji atranka

Evoliucija daugiausia vyksta natūralios atrankos būdu. Ką tai reiškia? Gyvūnai ir augalai, kurie geriausiai prisitaikę prie aplinkos, vidutiniškai išgyvena geriau. Vyksta kova už būvį. Išgyvenusieji sukuria kitą kartą. Jų genai bus perduoti, o tų, kurie nesusidaugino, genai nebus perduoti. Tai pagrindinis mechanizmas, kuris keičia populiaciją ir sukelia evoliuciją.

Natūralioji atranka paaiškina, kodėl gyvi organizmai laikui bėgant keičiasi ir turi tokią anatomiją, funkcijas ir elgseną, kokią turi. Ji veikia taip:

1. Visos gyvosios būtybės pasižymi tokiu vaisingumu, kad jų populiacija gali sparčiai didėti amžinai.
2. Matome, kad populiacijų dydis tokiu mastu nedidėja. Dažniausiai jų skaičius išlieka maždaug toks pat.
3. Maisto ir kiti ištekliai yra riboti. Todėl vyksta konkurencija dėl maisto ir išteklių.
4. Nėra dviejų vienodų asmenų. Todėl jie neturi vienodų galimybių gyventi ir daugintis.
5. Didelė dalis šių skirtumų gali būti paveldima. Tėvai tokius bruožus perduoda vaikams per savo genus.
6. Kita karta gali kilti tik iš tų, kurie išgyvena ir dauginasi. Po daugelio kartų populiacijoje atsiras daugiau naudingų genetinių skirtumų ir mažiau žalingų. Natūralioji atranka iš tikrųjų yra eliminacijos procesas. ^p117 Eliminaciją lemia santykinis individų ir aplinkos, kurioje jie gyvena, atitikimas.

Atranka natūraliose populiacijose

Dabar yra daugybė atvejų, kai natūralioji atranka vyksta laukinėse populiacijose. Beveik visi ištirti maskuotės, mimikrijos ir polimorfizmo atvejai parodė stiprų atrankos poveikį.

Atrankos jėga gali būti daug stipresnė, nei manė pirmieji populiacijų genetikai. Atsparumas pesticidams greitai išaugo. Norveginių žiurkių (Rattus norvegicus) atsparumas varfarinui sparčiai augo, nes išgyvenusios sudarė vis didesnę populiacijos dalį. Tyrimai parodė, kad, nesant varfarino, atsparūs homozigotai buvo 54 % nepalankesnėje padėtyje nei įprasti laukinio tipo homozigotai. ^p182 Šį didelį trūkumą greitai įveikė atsparumo varfarinui atranka.

Suaugę žinduoliai paprastai negali gerti pieno, tačiau žmonės yra išimtis. Pieną virškina fermentas laktazė, kuris išsijungia, kai žinduoliai nustoja vartoti motinos pieną. Žmogaus gebėjimą gerti pieną suaugusiam žmogui lemia laktazės mutacija, dėl kurios šis fermentas neišsijungia. Žmonių populiacijose, kuriose pienas yra svarbus mitybos elementas, yra daug šios mutacijos atvejų. Šios "tolerancijos pienui" plitimą skatina natūralioji atranka, nes ji padeda žmonėms išgyventi ten, kur yra pieno. Genetiniai tyrimai rodo, kad seniausios mutacijos, sukeliančios laktazės patvarumą, žmonių populiacijose pasiekė aukštą lygį tik per pastaruosius dešimt tūkstančių metų. Todėl laktazės patvarumas dažnai minimas kaip naujausios žmogaus evoliucijos pavyzdys. Kadangi laktazės patvarumas yra genetinis, o gyvulininkystė - kultūrinis bruožas, tai yra genų ir kultūros koevoliucija.

Prisitaikymas

Prisitaikymas yra vienas pagrindinių biologijos reiškinių. Prisitaikymo proceso metu organizmas tampa geriau pritaikytas prie savo gyvenamosios aplinkos.

Prisitaikymas yra vienas iš dviejų pagrindinių procesų, paaiškinančių biologijos įvairovę. Kitas procesas yra rūšiavimas (rūšių skilimas arba kladogenezė). Šiandien mėgstamas pavyzdys, naudojamas adaptacijos ir rūšių susidarymo sąveikai tirti, yra cichlidinių žuvų evoliucija Afrikos upėse ir ežeruose.

Kai žmonės kalba apie prisitaikymą, dažnai turima omenyje tai, kas padeda gyvūnui ar augalui išgyventi. Vienas iš labiausiai paplitusių gyvūnų prisitaikymų yra akies evoliucija. Kitas pavyzdys - arklių dantų prisitaikymas malti žolę. Kita adaptacija yra maskuotė, taip pat ir mimikrija. Geriau prisitaikę gyvūnai greičiausiai išgyvena ir sėkmingai dauginasi (natūralioji atranka).

Geras pavyzdys - vidinis parazitas (pvz., siurbikė): jo kūno sandara labai paprasta, tačiau organizmas labai gerai prisitaikęs prie konkrečios aplinkos. Iš to matome, kad prisitaikymas nėra tik matomų požymių klausimas: tokie parazitai labai svarbius prisitaikymus atlieka gyvenimo cikle, kuris dažnai būna gana sudėtingas.

Apribojimai

Ne visos organizmo savybės yra prisitaikymas. ^p251 Prisitaikymas paprastai atspindi ankstesnį rūšies gyvenimą. Jei rūšis neseniai pakeitė savo gyvenimo būdą, kadaise buvęs vertingas prisitaikymas gali tapti nenaudingas ir galiausiai tapti nykstančia liekana.

Adaptacijos niekada nebūna tobulos. Visada egzistuoja kompromisas tarp įvairių organizmo funkcijų ir struktūrų. Gyvuoja ir dauginasi organizmas kaip visuma, todėl ateities kartoms perduodamas visas prisitaikymų rinkinys.

Genetinis dreifas ir jo poveikis

Populiacijose veikia jėgos, kurios didina populiacijos kintamumą (pvz., mutacija), ir jėgos, kurios jį šalina. Genetiniu dreifu vadinami atsitiktiniai pokyčiai, dėl kurių iš populiacijos pašalinama variacija. Genetinis dreifas šalina variaciją greičiu 1/(2N), kur N = populiacijos dydis. ^p29 Todėl didelėse populiacijose jis yra "labai silpna evoliucinė jėga". ^p55.

Genetinis dreifas paaiškina, kaip atsitiktinumas gali daryti stebėtinai didelę įtaką evoliucijai, tačiau tik tada, kai populiacijos yra gana mažos. Apskritai dėl jo individai tampa panašesni vieni į kitus, taigi labiau pažeidžiami ligų ar atsitiktinių aplinkos įvykių.

1. Dėl dreifo mažėja populiacijų genetinė variacija, todėl populiacijos gali būti mažiau pajėgios išlikti gyvybingos po naujų atrankinių veiksnių.
2. Genetinis dreifas veikia greičiau ir mažesnėse populiacijose sukelia drastiškesnes pasekmes. Mažos populiacijos paprastai išnyksta.
3. Genetinis dreifas gali prisidėti prie rūšių susidarymo, jei maža grupė išgyvena.
4. Kai dėl kokio nors įvykio staiga ir smarkiai sumažėja didelės populiacijos dydis, genetinė įvairovė labai sumažėja. Dažnos priežastys yra infekcijos ir ekstremalūs klimato reiškiniai. Kartais konkurencingesnių rūšių invazijos gali būti pražūtingos.
   ♦ 1880-1990 m. dėl medžioklės šiaurinių dramblinių ruonių
    populiacija sumažėjo tik iki maždaug 20 individų. Nors populiacija atsikūrė, jos genetinis kintamumas yra daug mažesnis nei pietinio dramblio ruonio.
   ♦ Gepardų genetinis kintamumas labai mažas. Manome, kad ši rūšis kažkada neseniai buvo sumažinta iki nedidelio skaičiaus. Kadangi jai trūksta genetinio kintamumo, jai gresia infekcinių ligų pavojus.
5. Įkūrimo atvejai: jie įvyksta, kai iš didesnės populiacijos išsiskiria maža grupė. Tada maža grupė gyvena atskirai nuo pagrindinės populiacijos. Dažnai minima, kad žmonių rūšis išgyveno tokius etapus. Pavyzdžiui, kai grupės paliko Afriką ir apsigyveno kitur (žr. Žmogaus evoliucija). Akivaizdu, kad mūsų variacijos yra mažesnės, nei būtų galima tikėtis iš mūsų paplitimo visame pasaulyje.
   Grupės, atvykusios į toli nuo žemyno esančias salas, taip pat yra geri pavyzdžiai. Šios grupės dėl savo mažo dydžio negali pernešti viso spektro alelių, kurie gali būti randami motininėje populiacijoje.

Rūšys

Kaip susiformuoja rūšys, yra pagrindinė evoliucinės biologijos dalis. Darvinas evoliuciją (šio žodžio jis iš pradžių nevartojo) aiškino kaip rūšiavimą. Todėl savo garsiąją knygą "Apie rūšių atsiradimą" jis pavadino "Apie rūšių atsiradimą".

Darvinas manė, kad dauguma rūšių atsirado tiesiogiai iš anksčiau egzistavusių rūšių. Tai vadinama anageneze: naujos rūšys atsiranda keičiantis senesnėms rūšims. Dabar mes manome, kad dauguma rūšių atsirado suskilus ankstesnėms rūšims: kladogenezė.

Rūšių skirstymas

Dvi grupės, kurių pradžia vienoda, taip pat gali labai skirtis, jei gyvena skirtingose vietose. Kai rūšis pasidalija į du geografinius regionus, prasideda procesas. Kiekviena prisitaiko prie savo situacijos. Po kurio laiko vienos grupės individai nebegali daugintis su kita grupe. Iš vienos rūšies išsivystė dvi geros rūšys.

Vokiečių tyrinėtojas Moricas Wagneris, trejus metus praleidęs Alžyre 1830-aisiais, tyrinėjo neskraidančius vabalus. Kiekviena rūšis gyvena tik šiaurinės pakrantės ruože tarp upių, nusileidžiančių nuo Atlaso kalnų į Viduržemio jūrą. Vos tik perėjus upę, pasirodo kita, bet artimai gimininga rūšis. Vėliau jis rašė:

"... [nauja] rūšis [atsiras] tik tada, kai keli individai [peržengs] ribines savo paplitimo ribas... naujos rasės susiformavimas niekada nebus sėkmingas... jei kolonistai nebus ilgai atskirti nuo kitų savo rūšies atstovų".

Tai buvo ankstyvas geografinio atskyrimo svarbos įrodymas. Kitas biologas, manęs, kad geografinis atskyrimas yra labai svarbus, buvo Ernstas Mayras.

Vienas iš natūralaus rūšiavimo pavyzdžių - tripirštė lipikė - jūrinė žuvis, kuri po paskutiniojo ledynmečio įsiveržė į gėluosius vandenis ir sukūrė kolonijas atskiruose ežeruose ir upeliuose. Per maždaug 10 000 kartų tripirščiai lipčiai smarkiai skyrėsi, įskaitant pelekų variacijas, kaulinių plokštelių skaičiaus ar dydžio pokyčius, kintančią žandikaulių struktūrą ir spalvų skirtumus.

Australijos vombatai skirstomi į dvi pagrindines grupes: paprastieji vombatai ir plaukuotieji vombatai. Šios dvi rūšys atrodo labai panašiai, išskyrus plaukuotas nosis. Tačiau jos prisitaikiusios prie skirtingos aplinkos. Paprastieji vombatai gyvena miškingose vietovėse ir minta daugiausia žaliu maistu, kuriame yra daug drėgmės. Jos dažnai maitinasi dieną. Plaukuotosios vombatės gyvena karštose sausose lygumose, kur minta sausa žole, kurioje labai mažai vandens ar gėrybių. Jų medžiagų apykaitos sistema lėta, todėl didžiąją dienos dalį jie miega po žeme.

Kai dvi grupės, kurios iš pradžių buvo vienodos, tampa pakankamai skirtingos, jos tampa dviem skirtingomis rūšimis. Dalis evoliucijos teorijos teigia, kad visos gyvosios būtybės iš pradžių buvo vienodos, bet paskui per milijardus metų išsiskyrė į skirtingas grupes.

Šios šeimos nariai vienais atžvilgiais panašūs, kitais - skirtingi


Variacija . Dešinėje esanti gėlė yra kitos spalvos.


Spustelėkite, jei norite veikti Šiame modeliavime per penkias kartas fiksuojamas mėlynasis "alelis".


Trispirštė lipikė (Gasterosteus aculeatus)

Šiuolaikinė evoliucinė sintezė

Tai buvo svarbus evoliucinės biologijos judėjimas, prasidėjęs XX a. trečiajame dešimtmetyje ir pasibaigęs šeštajame dešimtmetyje. Nuo to laiko ji reguliariai atnaujinama. Sintezėje aiškinama, kaip Čarlzo Darvino idėjos dera su Gregoro Mendelio, kuris nustatė, kaip paveldime savo genus, atradimais. Šiuolaikinė sintezė atnaujino Darvino idėjas. Ji nutiesė tiltą tarp skirtingų biologų tipų: genetikų, gamtininkų ir paleontologų.

Kai buvo sukurta evoliucijos teorija, nebuvo aišku, ar natūralioji atranka ir genetika veikia kartu. Tačiau Ronaldas Fišeris įrodė, kad natūralioji atranka veikia ir keičia rūšis. 1931 m. Sevalis Raitas (Sewall Wright) paaiškino genetinį dreifą.

• Evoliucija ir genetika: evoliuciją galima paaiškinti remiantis tuo, ką žinome apie genetiką, ir tuo, ką matome iš laisvėje gyvenančių gyvūnų ir augalų.
• Svarbu mąstyti ne apie atskirus asmenis, o apie populiacijas. Natūraliose populiacijose esanti genetinė įvairovė yra pagrindinis evoliucijos veiksnys.
• Evoliucija ir fosilijos: tie patys veiksniai, kurie veikia šiandien, veikė ir praeityje.
• Laipsniškumas: evoliucija vyksta palaipsniui ir paprastai mažais žingsneliais. Yra tam tikrų išimčių, ypač poliploidija, ypač augaluose.
• Natūralioji atranka: natūralioji atranka vyksta dėl gyvūnų ir augalų kovos už būvį laukinėje gamtoje. Natūralioji atranka laukinėje gamtoje buvo stipresnė, nei tikėjosi Darvinas.
• Genetinis dreifas gali būti svarbus mažose populiacijose.
• Evoliucijos greitis gali būti skirtingas. Yra labai gerų įrodymų iš fosilijų, kad skirtingos grupės gali vystytis skirtingu greičiu ir kad skirtingos gyvūno dalys gali vystytis skirtingu greičiu. ^{p292, 397}

Kai kurios mokslinių tyrimų sritys

Bendra evoliucija

Koevoliucija - tai kai vienos rūšies egzistavimas yra glaudžiai susijęs su vienos ar daugiau kitų rūšių gyvenimu.

Vienai rūšiai atsiradus naujų ar patobulintų adaptacijų, kitoms rūšims dažnai atsiranda ir išplinta su jomis susijusios savybės. Gyvų būtybių gyvenimas ir mirtis glaudžiai susiję ne tik su fizine aplinka, bet ir su kitų rūšių gyvenimu.

Šie santykiai gali tęstis milijonus metų, kaip ir vabzdžių vykdomas žydinčių augalų apdulkinimas. Suakmenėjusių vabalų ir musių žarnyno turinys, sparnų struktūros ir burnos dalys leidžia manyti, kad jie veikė kaip ankstyvieji apdulkintojai. Vabalų ir žiedinukų ryšys apatinės kreidos laikotarpiu lėmė lygiagrečią žiedinukų ir vabzdžių radiaciją vėlyvojoje kreidoje. Nektarų evoliucija viršutinės kreidos gėlėse rodo, kad prasidėjo hymenopterų ir dygiažiedžių augalų mutualizmas.

Gyvybės medis

Čarlzas Darvinas pirmasis panaudojo šią metaforą biologijoje. Evoliucijos medis rodo įvairių biologinių grupių ryšius. Jis apima DNR, RNR ir baltymų analizės duomenis. Gyvybės medžio darbas yra tradicinės lyginamosios anatomijos ir šiuolaikinės molekulinės evoliucijos bei molekulinio laikrodžio tyrimų rezultatas.

Pagrindinė šio darbo figūra yra Carlas Woese'as, kuris apibrėžė archėjas - trečiąją gyvybės sritį (arba karalystę). Toliau pateikiama supaprastinta dabartinio supratimo versija.

Makroevoliucija

Makroevoliucija: tyrimas apie pokyčius, viršijančius rūšies lygmenį, ir kaip jie vyksta. Pagrindiniai tokio tyrimo duomenys yra fosilijos (paleontologija) ir senosios aplinkos rekonstrukcija. Kai kurie dalykai, kurių tyrimas priklauso makroevoliucijos sričiai:

• Adaptyvioji radiacija, pavyzdžiui, Kambro sprogimas.
• Biologinės įvairovės pokyčiai laikui bėgant.
• Masiniai išnykimai.
• Rūšių susidarymas ir išnykimo greitis.
• Diskusija tarp taškinės pusiausvyros ir gradualizmo.
• Vystymosi vaidmuo evoliucijos formavimuisi: heterochronija; hox genai.
• Pagrindinių kategorijų kilmė: kiaušinis; paukščių kilmė.

Tai patogus terminas: daugumai biologų jis nesuponuoja jokių evoliucijos proceso pokyčių. ^p87 Kai kurių paleontologų nuomone, tai, ką jie mato fosilijų įrašuose, negali būti paaiškinta tik gradualistine evoliucijos sinteze. Jų yra mažuma.

Altruizmas ir grupinė atranka

Altruizmas - vienų žmonių noras aukotis dėl kitų - yra plačiai paplitęs tarp socialinių gyvūnų. Kaip paaiškinta pirmiau, kita karta gali kilti tik iš tų, kurie išgyvena ir dauginasi. Kai kurie biologai manė, kad tai reiškia, jog altruizmas negalėjo išsivystyti vykstant įprastam atrankos procesui. Vietoj to buvo pasiūlytas procesas, vadinamas "grupine atranka". Grupinė atranka reiškia idėją, kad aleliai gali tapti fiksuoti arba paplisti populiacijoje dėl naudos, kurią jie teikia grupėms, neatsižvelgiant į alelių poveikį tos grupės individų tinkamumui.

Keletą dešimtmečių kritika kėlė rimtų abejonių dėl grupinės atrankos kaip pagrindinio evoliucijos mechanizmo.

Paprastais atvejais iš karto matyti, kad pakanka tradicinės atrankos. Pavyzdžiui, jei vienas brolis ar sesuo aukojasi už tris brolius ar seseris, genetinis polinkis į šį veiksmą padidėja. Taip yra todėl, kad broliai ir seserys dalijasi vidutiniškai 50 % genetinio paveldėjimo, o pasiaukojimo aktas lėmė didesnį genų atstovavimą kitai kartai.

Altruizmas dabar paprastai laikomas standartinės atrankos rezultatu. Šioje diskusijoje svarbūs ir Ernsto Mayro įspėjimas, ir Viljamo Hamiltono darbai.

Hamiltono lygtis

Hamiltono lygtis nusako, ar altruistinio elgesio genas paplis populiacijoje, ar ne. Genas plis, jei rxb bus didesnis už c:

r b > c {\displaystyle rb>c\ }

kur:

• c {\displaystyle c\ } yra altruisto reprodukciniai kaštai,
• b {\displaystyle b\ } yra altruistinio elgesio naudos gavėjui reprodukcinė nauda, ir
• r {\displaystyle r\ } yra tikimybė, kad individai turi altruistinį geną, viršijanti populiacijos vidurkį - "giminystės laipsnis".

Lytinis dauginimasis

Iš pradžių gali atrodyti, kad lytinis dauginimasis yra nepalankesnėje padėtyje, palyginti su aseksualiu dauginimusi. Kad lytinis dauginimasis (kryžminis apvaisinimas) būtų naudingas, jis turi įveikti dvigubą trūkumą (daugintis reikia dviese) ir sunkumus ieškant partnerio. Kodėl lytinis dauginimasis yra toks beveik visuotinis tarp eukariotų? Tai vienas seniausių biologijos klausimų.

Atsakymas pateiktas dar Darvino laikais: todėl, kad lytinės populiacijos geriau prisitaiko prie besikeičiančių aplinkybių. Neseniai atliktas laboratorinis eksperimentas rodo, kad tai iš tiesų teisingas paaiškinimas.

"Kai populiacijos kryžminamos, tarp skirtingų tėvų genomų vyksta genetinė rekombinacija. Tai leidžia naudingoms mutacijoms išvengti kenksmingų alelių, esančių pirminiame fone, ir susijungti su kitais naudingais aleliais, atsiradusiais kitur populiacijoje. Savaiminio apsivaisinimo populiacijose individai dažniausiai yra homozigotiniai ir rekombinacija neturi jokio poveikio".

Pagrindinio eksperimento metu nematodų kirminai buvo suskirstyti į dvi grupes. Vienoje grupėje buvo visiškai kryžminami, kitoje - visiškai savikryžminami. Grupės buvo veikiamos nelygaus reljefo ir pakartotinai veikiamos mutagenu. Po 50 kartų savikryžminės populiacijos tinkamumas labai sumažėjo (= išgyvenamumas), o nekryžminės populiacijos tinkamumas nesumažėjo. Tai vienas iš daugelio tyrimų, rodančių, kad lytiškumas turi realių pranašumų, palyginti su neseksualiniais dauginimosi būdais.

Apdulkintojų pastovumas : šios dvi medunešės bitės, veikiančios tuo pačiu metu ir toje pačioje vietoje, pasirinktinai lanko tik vienos rūšies žiedus - tai matyti iš žiedadulkių spalvos jų krepšeliuose.

Kam šiandien naudojama evoliucija

Svarbi veikla - dirbtinė selekcija prijaukinimui. Tai yra, kai žmonės, atsižvelgdami į gyvūnų savybes, pasirenka, kuriuos gyvūnus veisti. Tūkstančius metų žmonės tai taikė augalams ir gyvūnams prijaukinti.

Pastaruoju metu atsirado galimybė naudoti genų inžineriją. Dabar galima taikyti naujus metodus, pvz., "genų nukreipimą". Jų tikslas - įterpti į augalo ar gyvūno genomą naujus genus arba išstumti iš jo senus genus. Už šį darbą jau paskirta keletas Nobelio premijų.

Tačiau tikrasis evoliucijos tyrimų tikslas - paaiškinti ir padėti suprasti biologiją. Juk tai pirmasis geras paaiškinimas, kaip gyvosios būtybės atsirado tokios, kokios yra. Tai didelis pasiekimas. Praktiniai dalykai daugiausia kyla iš genetikos, mokslo, kurį pradėjo Gregoras Mendelis, ir iš molekulinės bei ląstelių biologijos.

Evoliucijos brangakmeniai

2010 m. žurnalas "Nature" atrinko 15 temų kaip "evoliucijos perlus". Tai buvo:

Iškastinių fosilijų brangakmeniai

1. Sausumoje gyvenantys banginių protėviai
2. Iš vandens į sausumą (žr. tetrapodus)
3. Plunksnų kilmė (žr. paukščių kilmė)
4. Dantų evoliucijos istorija
5. Stuburinių skeleto kilmė

Brangakmeniai iš buveinių

1. Natūralioji atranka rūšių susidarymo procese
2. Driežų natūralioji atranka
3. Bendro prisitaikymo atvejis
4. Laukinių paukščių diferencijuota sklaida
5. Laukinių gupijų atrankinis išgyvenimas
6. Svarbi evoliucijos istorija

Molekulinių procesų brangakmeniai

1. Darvino Galapagų pelekūnai
2. Mikroevoliucija ir makroevoliucija
3. Gyvatės ir moliuskai atsparūs toksinams
4. Kintamumas ir stabilumas

• "Nature" yra seniausias mokslinis savaitinis žurnalas. Nuoroda atsisiunčiama kaip nemokama tekstinė rinkmena su nuorodomis. Siekiama, kad informacija būtų prieinama mokytojams.

Atsakymai į evoliucijos idėją

Diskusijos apie evoliucijos faktą

Idėja, kad visa gyvybė išsivystė, buvo pasiūlyta dar prieš Čarlzui Darvinui paskelbiant veikalą "Apie rūšių kilmę". Net ir šiandien kai kurie žmonės vis dar diskutuoja apie evoliucijos sąvoką ir apie tai, ką ji reiškia jiems, jų filosofijai ir religijai. Evoliucija iš tiesų paaiškina kai kuriuos dalykus, susijusius su mūsų žmogiškąja prigimtimi. Žmonės taip pat kalba apie socialines evoliucijos pasekmes, pavyzdžiui, sociobiologijoje.

Kai kurie žmonės religiškai tiki, kad gyvybę Žemėje sukūrė dievas. Siekdami suderinti evoliucijos idėją su šiuo tikėjimu, žmonės naudojo tokias idėjas kaip vadovaujama evoliucija arba teistinė evoliucija. Jie teigia, kad evoliucija yra tikra, bet ji yra tam tikru būdu valdoma.

Yra daug skirtingų teistinės evoliucijos sampratų. Daugelis kreacionistų mano, kad jų religijoje esantis sukūrimo mitas prieštarauja evoliucijos idėjai. Kaip suprato Darvinas, prieštaringiausia evoliucinės minties dalis yra tai, ką ji reiškia žmogaus kilmei.

Kai kuriose šalyse, ypač Jungtinėse Amerikos Valstijose, tarp evoliucijos idėją pripažįstančių ir jos nepripažįstančių žmonių tvyro įtampa. Diskusijos dažniausiai vyksta dėl to, ar evoliucijos turėtų būti mokoma mokyklose ir kokiu būdu tai turėtų būti daroma.

Kitos sritys, pavyzdžiui, kosmologija ir žemės mokslai, taip pat neatitinka daugelio religinių tekstų originalų. Kadaise šioms idėjoms taip pat buvo aršiai prieštaraujama. Mirtis už ereziją grėsė tiems, kurie rašė prieš idėją, kad Žemė yra visatos centras.

Evoliucinė biologija yra naujesnė idėja. Tam tikros religinės grupės evoliucijos idėjai priešinasi labiau nei kitos religinės grupės. Pavyzdžiui, Romos katalikų bažnyčia šiuo metu laikosi tokios pozicijos dėl evoliucijos: XX a. šeštajame dešimtmetyje paskelbtoje enciklikoje Humani Generis popiežius Pijus XII teigė: "Popiežius Pijus XII:

"Bažnyčia nedraudžia (...) atlikti tyrimus ir diskutuoti (...) apie evoliucijos doktriną, jei ji tiria žmogaus kūno, kaip kilusio iš anksčiau egzistavusios ir gyvosios materijos, kilmę", popiežius Pijus XII Humani Generis

Popiežius Jonas Paulius II šią poziciją atnaujino 1996 m. Jis teigė, kad evoliucija yra "daugiau nei hipotezė":

"Mano pirmtakas Pijus XII savo enciklikoje Humani Generis jau yra pasakęs, kad nėra jokio prieštaravimo tarp evoliucijos ir tikėjimo doktrinos apie žmogų ir jo pašaukimą. (...) Šiandien, praėjus daugiau nei pusei amžiaus po (...) tos enciklikos, kai kurie nauji atradimai skatina mus pripažinti, kad evoliucija yra daugiau nei hipotezė. Iš tikrųjų stebėtina, kad ši teorija, po eilės atradimų įvairiose mokslo disciplinose, darė vis didesnę įtaką mokslininkų dvasiai", - kalbėdamas Popiežiškajai mokslo akademijai sakė popiežius Jonas Paulius II

Anglikonų bendruomenė taip pat neprieštarauja moksliniam evoliucijos aiškinimui.

Evoliucijos naudojimas kitais tikslais

Daugelis evoliucijos šalininkų nelabai domėjosi biologija. Juos domino teorijos panaudojimas savo idėjoms apie visuomenę paremti.

Rasizmas

Kai kurie žmonės bandė pasitelkti evoliuciją rasizmui pagrįsti. Žmonės, norėdami pateisinti rasizmą, teigė, kad tam tikros grupės, pavyzdžiui, juodaodžiai, yra žemesnės. Gamtoje kai kurie gyvūnai išgyvena geriau nei kiti, ir tai lemia, kad gyvūnai geriau prisitaiko prie aplinkybių. Kalbant apie žmonių grupes iš skirtingų pasaulio dalių, viskas, ką evoliucija gali pasakyti, yra tai, kad kiekviena grupė tikriausiai yra gerai prisitaikiusi prie savo pirminės padėties. Evoliucija nedaro jokių išvadų apie tai, kas geriau ar blogiau. Ji nesako, kad kuri nors žmonių grupė yra pranašesnė už kitas.

Eugenika

Ši nuostabi eugenikos idėja buvo kiek kitokia. Dar XVIII a. buvo pastebėti du dalykai. Vienas iš jų buvo didžiulė ūkininkų sėkmė veisiant galvijus ir kultūrinius augalus. Jie tai darė atrinkdami, kurie gyvuliai ar augalai duos kitą kartą (dirbtinė atranka). Kitas pastebėjimas buvo tas, kad žemesnės klasės žmonės turėjo daugiau vaikų nei aukštesnės klasės žmonės. Jei (o tai didelis "jei") aukštesniųjų klasių atstovai ten buvo dėl nuopelnų, tai vaikų trūkumas buvo visiškai priešingas reiškinys, nei turėtų būti. Spartesnis žemesniųjų klasių gimstamumas būtų lėmęs tai, kad visuomenė taptų blogesnė.

Idėja pagerinti žmonių rūšį atrankiniu veisimu vadinama eugenika. Šį pavadinimą pasiūlė Francis Galtonas, šviesus mokslininkas, kuris norėjo daryti gera. Jis teigė, kad žmonių populiaciją (genofondą) reikėtų gerinti vykdant atrankinio veisimo politiką. Tai reikštų, kad tie, kurie buvo laikomi "geraisiais gyvūnais", gautų atlygį, jei daugintųsi. Tačiau kiti žmonės siūlė, kad tiems, kurie laikomi "blogais gyventojais", reikėtų taikyti privalomą sterilizaciją, prenatalinius tyrimus ir gimstamumo kontrolę. Vokietijos nacių vyriausybė (1933-1945 m.) eugeniką naudojo kaip priedangą savo kraštutinei rasinei politikai, kuri davė siaubingų rezultatų.

Galtono idėjos problema yra ta, kaip nuspręsti, kokius požymius pasirinkti. Žmonės gali turėti tiek daug skirtingų įgūdžių, kad nebūtų galima susitarti, kas yra "gera prekė", o kas - "bloga prekė". Daug daugiau sutarimo buvo dėl to, kas neturėtų būti veisiamas. Kelios šalys priėmė įstatymus dėl privalomos nepageidaujamų grupių sterilizacijos. Dauguma šių įstatymų buvo priimti 1900-1940 m. Po Antrojo pasaulinio karo pasibjaurėjimas tuo, ką padarė naciai, užgniaužė bet kokius kitus bandymus vykdyti eugeniką.

Algoritmo kūrimas

Kai kurias lygtis galima išspręsti naudojant evoliuciją imituojančius algoritmus. Taip veikia evoliuciniai algoritmai.

Socialinis darvinizmas

Kitas pavyzdys, kai evoliucijos idėjos naudojamos socialiniams veiksmams paremti, yra socialinis darvinizmas. Socialinis darvinizmas - tai terminas, kuriuo vadinamos XIX a. socialinio filosofo Herberto Spencerio idėjos. Spenceris manė, kad stipresniųjų išlikimo principas gali ir turėtų būti taikomas prekybai ir visai žmonių visuomenei.

Kai kurie žmonės vėlgi pasinaudojo šiomis idėjomis, teigdami, kad rasizmas ir negailestinga ekonominė politika yra pateisinami. Šiandien dauguma biologų ir filosofų teigia, kad evoliucijos teorija neturėtų būti taikoma socialinei politikai.

Ginčai

Kai kurie žmonės nesutinka su evoliucijos idėja. Jie nesutinka su ja dėl daugelio priežasčių. Dažniausiai šioms priežastims įtakos turi jų religiniai įsitikinimai arba jos grindžiamos religija. Žmonės, kurie nesutinka su evoliucija, paprastai tiki kreacionizmu arba protinguoju dizainu.

Nepaisant to, evoliucija yra viena sėkmingiausių mokslo teorijų. Žmonės atrado, kad ji naudinga įvairiems tyrimams. Nė vienas iš kitų siūlymų taip gerai nepaaiškina tokių dalykų, kaip iškastiniai radiniai. Taigi beveik visiems mokslininkams evoliucija nekelia abejonių.

1870 m., kai darvinizmas tapo pripažintas, evoliuciją simbolizavo Čarlzo Darvino su beždžionės kūnu karikatūros.

Susiję puslapiai

• Žmogaus evoliucija