Περιεχόμενο
- Η Θεωρία της Εξέλιξης του Δαρβίνου
- Τι είναι τα Evolutionary Evidence;
- Τι είναι η φυσική επιλογή;
- Έντεκα λόγοι για τους οποίους η εξέλιξη είναι πραγματική
- Βλέποντας πιστεύει
- Εμπορικές Εφαρμογές της Θεωρίας του Ντάργουιν
Ο 19ος αιώνας ήταν μια εποχή πρωτοποριακών επιστημονικών ανακαλύψεων που ανέβαλαν πολλές προηγούμενες θεωρίες σχετικά με την προέλευση της Γης και της ανθρωπότητας. Το 1855, ο Alfred Russell Wallace δημοσίευσε την πρότασή του για μια θεωρία της εξέλιξης μέσω της φυσικής επιλογής, ακολουθούμενη από το 1859 δημοσιευμένο έργο του Charles Darwin Σχετικά με την προέλευση των ειδών.
Τα έτη εργασίας συγκέντρωσαν στοιχεία που οδήγησαν στην ευρεία αποδοχή του θεωρία της εξέλιξης από τους μελετητές σε όλο τον κόσμο.
Η Θεωρία της Εξέλιξης του Δαρβίνου
Ο φυσιολόγος Κάρολ Δαρβίνος πέρασε χρόνια αναλύοντας τα στοιχεία της εξέλιξης πριν δημοσιεύσει τα ευρήματά του. Η θεωρία του επηρεάστηκε έντονα από τους ομοϊδεάτες μελετητές της εποχής, ιδιαίτερα τον Alfred Russell Wallace, τον James Hutton, τον Thomas Malthus και τον Charles Lyell.
Σύμφωνα με τη θεωρία της εξέλιξης, οι οργανισμοί αλλάζουν και προσαρμόζονται στο περιβάλλον τους ως αποτέλεσμα των κληρονομικών φυσικών και συμπεριφορικών χαρακτηριστικών που μεταβιβάζονται από τον γονέα στον απόγονο.
Ο ορισμός της εξέλιξης του Δαρβίνου επικεντρώθηκε στην ιδέα της αργής και σταδιακής αλλαγής σε επαναλαμβανόμενες γενιές, τις οποίες ονομάζει "κάθοδος με τροποποίηση. "Προτείνει ότι ο μηχανισμός της εξέλιξης ήταν φυσική επιλογή. Οι παρατηρήσεις του Ντάργουιν τον οδήγησαν να καταλήξει στο συμπέρασμα ότι οι παραλλαγές χαρακτηριστικών μέσα σε έναν πληθυσμό δίνουν σε ορισμένους ζωντανούς οργανισμούς ένα ανταγωνιστικό πλεονέκτημα για την επιβίωση και την αναπαραγωγή.
Τι είναι τα Evolutionary Evidence;
Οι ενδείξεις για τον ορισμό της εξέλιξης αντλούνται σε μεγάλο βαθμό από τις βιογεωγραφικές μελέτες του Wallace στο τροπικό δάσος του Αμαζονίου και τις παρατηρήσεις του Δαρβίνου για τα παρθένα νησιά του Γκαλαπάγκου. Και οι δύο ερευνητές καθόρισαν τα εξελικτικά στοιχεία ως απόδειξη της σύνδεσης μεταξύ των ζωντανών οργανισμών και του κοινού προγόνου τους.
Οι συναρπαστικές ανακαλύψεις στα νησιά του Γκαλαπάγκου παρείχαν στον Δαρβίνο μια σταθερή βάση για να πιέσει την ιδέα της εξέλιξης και της φυσικής επιλογής. Για παράδειγμα, ο Δαρβίνος σημείωσε διαφορετικές διακυμάνσεις ράμφους στο φυσικό πληθυσμό των σκαλοπατιών του Γκαλαπάγκου και αργότερα καταλάμβανε τη σημασία των ευρημάτων του. Ο Δαρβίνος διακρίνει ότι τα διάφορα είδη σπίνων προέρχονταν από ένα είδος της Νότιας Αμερικής που είχε μεταναστεύσει στους Γκαλαπάγκους.
Τα συμπεράσματα του Δαρβίνου επιβεβαιώθηκαν σε πρόσφατες μελέτες που πραγματοποίησαν οι κλιματολόγοι Peter και Rosemary Grant. Οι επιχορηγήσεις ταξίδεψαν στα νησιά Γκαλαπάγκος και κατέγραψαν πώς οι αλλαγές στη θερμοκρασία αλλοίωσαν την προσφορά τροφίμων. Κατά συνέπεια, ορισμένοι τύποι ειδών εξαφανίστηκαν, ενώ άλλοι επέζησαν, χάρη στις ιδιαίτερες ιδιαιτερότητες του πληθυσμού, όπως είναι οι μακροχρόνιες ανιχνεύσεις για τα έντομα.
Τι είναι η φυσική επιλογή;
Η φυσική επιλογή οδηγεί στην επιβίωση του ισχυρότερου, πράγμα που σημαίνει ότι οι καλύτερα προσαρμοσμένοι οργανισμοί περιθάλπουν τα λιγότερο προσαρμοσμένα είδη. Παραδείγματα πιέσεων επιλογής περιλαμβάνουν:
Οι κληρονομικές τροποποιήσεις συσσωρεύονται και μπορούν να οδηγήσουν στην εμφάνιση ενός νέου είδους. Ο Δαρβίνος υποστήριξε ότι όλα τα έμβια όντα προέρχονταν από έναν κοινό πρόγονο για εκατομμύρια χρόνια.
Έντεκα λόγοι για τους οποίους η εξέλιξη είναι πραγματική
1. Ορυκτά στοιχεία
Παλαιοανθρωπολόγοι έχουν εντοπίσει την ιστορία της ανθρώπινης εξέλιξης αναλύοντας απολιθωμένα οστά που δείχνουν πως το μέγεθος του εγκεφάλου και η φυσική εμφάνιση αργά άλλαξαν. Σύμφωνα με το Εθνικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας του Smithsonian, τα Homo sapiens (σύγχρονα άτομα) είναι πρωτεύοντα που σχετίζονται στενά με τους μεγάλους πιθήκους της Αφρικής και μοιράζονται έναν κοινό πρόγονο που υπήρχε πριν από 6 έως 8 εκατομμύρια χρόνια.
Τα απολιθωμένα αρχεία μπορούν να χρονολογούν οργανισμούς από ορισμένες χρονικές περιόδους και να παρουσιάζουν την εξέλιξη διαφορετικών ειδών από έναν κοινό πρόγονο. Τα ορυκτά αρχεία συχνά συγκρίνονται με γνωστά γεγονότα σχετικά με τη γεωλογία της περιοχής όπου εντοπίστηκαν τα απολιθώματα.
2. Ανακάλυψη των Προγονικών ειδών
Τα ταξίδια ορυκτών θηραμάτων του Darwins παρείχαν σημαντικές αποδείξεις για την εξέλιξη και την ύπαρξη εξαφανισμένων προγονικών ειδών. Ενώ εξερευνά τη Νότια Αμερική, ο Δαρβίνος βρήκε απομεινάρια ενός εξαφανισμένου τύπου ίππου.
Οι πρόγονοι των σύγχρονων αμερικανικών αλόγων ήταν μικρά ζώα βόσκησης με δάκτυλα στα πόδια τους που μοιράζονταν ένας κοινός πρόγονος με ένα ρινόκερο. Προσαρμογές για εκατομμύρια χρόνια περιλάμβαναν επίπεδα δόντια για μάσημα χόρτου, αυξημένο μέγεθος και οπλές για γρήγορη εκτέλεση από αρπακτικά ζώα.
Μεταβατικά απολιθώματα μπορεί να αποκαλύψει τους συνδέσμους που λείπουν στην εξελικτική αλυσίδα. Για παράδειγμα, η ανακάλυψη του γένους Tiktaalik ενδεχομένως δείχνει την εξέλιξη των ψαριών σε χερσαία ζώα με τέσσερα άκρα. Εκτός του ότι είναι ένα μεταβατικό είδος με βράγχια, το προγονικό Tikaalik είναι επίσης ένα παράδειγμα εξέλιξης του μωσαϊκού, που σημαίνει ότι τα μέρη του σώματος εξελίχθηκαν με διαφορετικούς ρυθμούς όταν προσαρμόστηκαν από το νερό στη γη.
3. Αύξηση της πολυπλοκότητας των φυτών
Γρασίδι, δέντρα και μεγάλες βελανιδιές εξελίχθηκαν από ένα είδος πράσινου φύκια και βρυόφυτα που προσαρμόστηκαν για να προσγειωθούν περίπου 410 εκατομμύρια χρόνια πριν. Τα ορυκτά σπόρια υποδηλώνουν ότι τα πρωτόγονα άλγη προσαρμόζονται στον ξηρό αέρα με την ανάπτυξη προστατευτικής επιδερμίδας για το φυτό και τα σπόρια.
Τελικά, τα χερσαία φυτά ανέπτυξαν ένα αγγειακό σύστημα και χρωστικές φλαβονοειδών για την προστασία από την υπεριώδη ακτινοβολία από τον ήλιο. Ο κύκλος της αναπαραγωγικής ζωής σε πολυκύτταρα φυτά και μύκητες έγινε πιο περίπλοκος.
4. Παρόμοια ανατομικά χαρακτηριστικά
Η θεωρία της εξέλιξης ενισχύεται από την ύπαρξη ομόλογες δομές, τα οποία είναι κοινά φυσικά χαρακτηριστικά μεταξύ πολλαπλών ειδών, δείχνοντας ότι προέρχονταν από έναν κοινό πρόγονο.
Σχεδόν όλα τα τετράποδα έχουν την ίδια δομή, γεγονός που υποδηλώνει κοινά χαρακτηριστικά πριν από τη διαφοροποίηση από έναν κοινό πρόγονο. Ομοίως, όλα τα έντομα ξεκινούν με μια κοιλιά, έξι πόδια και κεραίες, αλλά διαφοροποιούνται από εκεί σε ένα τεράστιο αριθμό ειδών.
5. Βράγχια σε ανθρώπινα έμβρυα
Εμβρυολογία προσφέρει ισχυρά αποδεικτικά στοιχεία που υποστηρίζουν τη θεωρία της εξέλιξης. Η εμβρυϊκή δομή που μοιράζονται οι ζωντανοί οργανισμοί είναι ουσιαστικά πανομοιότυπη μεταξύ των ειδών που πηγαίνουν πίσω σε έναν κοινό πρόγονο.
Για παράδειγμα, τα έμβρυα σπονδυλωτών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπινων όντων, έχουν δομές στο λαιμό που μοιάζουν με αύλακες και είναι ομόλογες με τα βράγχια ψαριών. Ορισμένα χαρακτηριστικά των προγόνων όπως τα βράγχια σε ένα εμβρυϊκό κοτόπουλο δεν εξελίσσονται σε ένα πραγματικό όργανο ή ένα εξάρτημα, ωστόσο.
Η εμβρυολογία προσφέρει ισχυρά αποδεικτικά στοιχεία που υποστηρίζουν τη θεωρία της εξέλιξης. Η εμβρυϊκή δομή που μοιράζονται οι ζωντανοί οργανισμοί είναι ουσιαστικά πανομοιότυπη μεταξύ των ειδών που πηγαίνουν πίσω σε έναν κοινό πρόγονο.
Για παράδειγμα, τα έμβρυα σπονδυλωτών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπινων όντων, έχουν δομές στο λαιμό που μοιάζουν με αύλακες και είναι ομόλογες με τα βράγχια ψαριών. Ορισμένα χαρακτηριστικά των προγόνων όπως τα βράγχια σε ένα εμβρυϊκό κοτόπουλο δεν εξελίσσονται σε ένα πραγματικό όργανο ή ένα εξάρτημα, ωστόσο.
6. Μοναδικές δομές
Ανέκδοτες δομές είναι εξελικτικά υπολείμματα που εξυπηρετούσαν έναν σκοπό για έναν κοινό πρόγονο. Για παράδειγμα, τα ανθρώπινα έμβρυα έχουν ουρά στα αρχικά στάδια ανάπτυξης. Η ουρά γίνεται ένα μη διαχωρίσιμο κόκαλο ουράς επειδή η ύπαρξη μιας ουράς δεν θα εξυπηρετούσε κανένα χρήσιμο σκοπό στους ανθρώπους. Οι ουρές σε άλλα ζώα τους βοηθούν με διαφορετικές λειτουργίες όπως η ισορροπία και οι μύγες.
Τα απομεινάρια των οπίσθιων οστών των ποδιών στα στελέχη βόης είναι απόδειξη της εξέλιξης των σαυρών σε φίδια. Σε μερικά ενδιαιτήματα, οι σαύρες με τα βραχύτερα πόδια θα ήταν πιο κινητικές και πιο δύσκολο να δουν. Πάνω από εκατομμύρια χρόνια, τα πόδια έγιναν ακόμη μικρότερα και σχεδόν ανύπαρκτα. Η κοινή φράση "Χρησιμοποιήστε το ή χάστε την" ισχύει επίσης για την εξελικτική αλλαγή.
7. Έρευνα στη βιογεωγραφία
Βιογεωγραφία είναι ένας κλάδος της βιολογίας που υποστηρίζει τη θεωρία της εξέλιξης του Darwins. Η βιογεωγραφία εξετάζει πώς η γεωγραφική κατανομή των οργανισμών σε όλο τον κόσμο προσαρμόζεται σε διαφορετικά περιβάλλοντα.
Η γεωγραφία παίζει έναν κεντρικό ρόλο στη συσχέτιση. Οι σκάλες του Ντάργουιν διαφοροποιήθηκαν από τους προγόνους των φιντσών στην ενδοχώρα και μεταξύ των νησιών Γαλαπάγκος για να ταιριάζουν στο σημερινό περιβάλλον τους. Τα προγονικά είδη των σκωληκοειδών ήταν οι τρώγοντες σπόρων που εντόπισαν στο έδαφος. Ωστόσο, τα σπέρματα που ανακαλύφθηκαν από τον Δαρβίνο ήταν ένθετα σε διάφορα μέρη και τρέφονται με κάκτους, σπόρους και έντομα. Το μέγεθος και το σχήμα του ράμφους σχετίζονται άμεσα με τη λειτουργία.
Το νησί καγκουρό κοντά στην Αυστραλία είναι ένα από τα λίγα μέρη στη Γη, όπου ανθίζουν τα μαρσιποφόρα μαζί με τα πλακούντα θηλαστικά και τα μονότρεξα που τοποθετούν αυγά. Όπως υποδηλώνει η ονομασία, τα μαρσιποφόρα όπως τα καγκουρό και οι κοάλα ευδοκιμούν και ξεπερνούν κατά πολύ τους κατοίκους του ανθρώπου.
Μετά την απομάκρυνση του νησιού από την αυστραλιανή ήπειρο, η χλωρίδα και η πανίδα εξελίχθηκαν σε υποείδη αδιατάρακτα από ζώα αρπακτικά ή αποικίες μέχρι το 1800. Οι επιστήμονες συγκρίνουν και αντιπαραβάλλουν τα φυτά, τα ζώα και τους μύκητες της ηπειρωτικής χώρας με εκείνους που βρίσκονται στο νησί του Καγκουρό για να μάθουν περισσότερα σχετικά με την προσαρμογή, τη φυσική επιλογή και την εξελικτική αλλαγή.
Τυχαίες παραλλαγές στα φυτά και στους μύκητες έκαναν μερικούς οργανισμούς καλύτερα προσαρμοσμένους για να αποικίσουν μια νέα περιοχή και να περάσουν κατά μήκος του γενετικού τους κώδικα, υποστηρίζοντας έτσι τη θεωρία Darwins της φυσικής επιλογής.
8. Ανάλογη προσαρμογή
Ανάλογη προσαρμογή υποστηρίζει τη διαδικασία φυσικής επιλογής και τη θεωρία της εξέλιξης. Ανάλογες προσαρμογές είναι μηχανισμοί επιβίωσης προσαρμοσμένοι από μη σχετιζόμενους οργανισμούς που αντιμετωπίζουν παρόμοιες πιέσεις επιλογής.
Η άσχετη αρκτική αλεπού και η πάρμας (πολικό πουλί) περνούν από τις εποχιακές χρωματικές αλλαγές. Η αρκτική αλεπού και η πτηνοτροφίδα έχουν μια παραλλαγή γονιδίων που τους επιτρέπει να αναπτύξουν ένα ελαφρύτερο χρώμα το χειμώνα για να μπερδευτούν με το χιόνι και να αποφύγουν τα πεινασμένα αρπακτικά, αλλά αυτό δεν δείχνει έναν κοινό πρόγονο.
9. Προσαρμοστική ακτινοβολία
Η Χαβάη είναι μια αλυσίδα νησιών όπου υπάρχουν πολλά θεαματικά πουλιά και ζώα που πιστεύεται ότι προέρχονται από την Ανατολική Ασία ή τη Βόρεια Αμερική.
Περίπου 56 διαφορετικά είδη μελισσοκόμων της Χαβάης εξελίχθηκαν από ένα ή δύο είδη, τα οποία στη συνέχεια εγκαταστάθηκαν σε διαφορετικά μικροκλίματα στο νησί σε μια διαδικασία που ονομάζεται προσαρμοστική ακτινοβολία. Οι διακυμάνσεις στα χαβανέζικα honeycreepers δείχνουν πολλά από τα ίδια είδη προσαρμογών ράμφους ως σκάλες του Δαρβίνου.
10. Απόκλιση ειδών μετά-Pangea
Πριν από χιλιάδες χρόνια, οι ηπείρους της Γης ήταν πολύ κοντά και σχημάτιζαν μια υπερσύγχρονη λεγόμενη Pangea. Παρόμοιοι οργανισμοί μπορούσαν να βρεθούν σε όλο τον κόσμο. Οι πλάκες μετατόπισης της γήινης φλοιού προκάλεσαν την απόκλιση της Pangea.
Η χλωρίδα και η πανίδα εξελίχθηκαν διαφορετικά. Τα φυτά, τα ζώα και οι μύκητες από την αρχική ξηρά εξελίχθηκαν διαφορετικά στις νεοσύστατες ηπείρους. Οι γενεές των προγόνων εξελίχθηκαν σε νέες γενεές μετά την Pangea ως οργανισμοί προσαρμοσμένοι στις γεωγραφικές αλλαγές.
11. Απόδειξη DNA
Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα που αναπτύσσονται, μεταβολίζονται και αναπαράγονται σύμφωνα με τον γενετικό τους κώδικα. Το μοναδικό μπλε ενός ολόκληρου οργανισμού περιέχεται στο πυρηνικό δεσοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) του κυττάρου. Η εξέταση των αλληλουχιών DNA των αμινοξέων και των γονιδιακών παραλλαγών των ζώων, των φυτών και των μυκήτων δίνει ενδείξεις για την προγονική γενεαλογία και έναν κοινό πρόγονο.
Τα κιτ DNA μπορούν να αποκαλύψουν την καταγωγή και να εντοπίσουν τους από καιρό που έχασαν συγγενείς με βάση τη σύγκριση του γενετικού υλικού σε υποβληθέντα δείγματα σάλιου ή μάγουλο. Η γενετική διακύμανση σε ένα φυσικό πληθυσμό είναι το αποτέλεσμα της φυσιολογικής ανασχηματισμού γονιδίων στη σεξουαλική αναπαραγωγή και τυχαίων μεταλλάξεων κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης. Τα μη διορθωμένα λάθη μπορούν να οδηγήσουν σε προβλήματα όπως υπερβολικά πολλά ή πολύ λίγα χρωμοσώματα, με αποτέλεσμα γενετικές διαταραχές.
Πιο συχνά, οι μεταλλάξεις είναι μη σημαντικές και δεν επηρεάζουν τη γονιδιακή ρύθμιση ή τη σύνθεση πρωτεϊνών. Περιστασιακά, μια μετάλλαξη μπορεί να αποδειχθεί πλεονεκτική προσαρμογή.
Βλέποντας πιστεύει
Η εξελικτική ιστορία των ζωντανών οργανισμών, συμπεριλαμβανομένης της ανθρώπινης προέλευσης, χρονολογείται εδώ και εκατομμύρια χρόνια. Ωστόσο, μπορείτε να βρείτε στοιχεία ταχείας και γρήγορης εξέλιξης διαφορετικών ειδών. Για παράδειγμα, τα βακτήρια αναπαράγονται γρήγορα και εξελίσσονται ώστε να έχουν γονίδια ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά.
Τα έντομα που είναι καλύτερα ανθεκτικά στα φυτοφάρμακα επιβιώνουν και αναπαράγονται με υψηλότερο ρυθμό.
Παραδείγματα φυσικής επιλογής είναι αναγνωρίσιμα σε πραγματικό χρόνο. Για παράδειγμα, ανοιχτόχρωμοι ποντικοί πεδίου εντοπίζονται εύκολα σε ένα καλαμπόκι και τρώγονται από αρπακτικά ζώα. Τα καφέ γκρίζα ποντίκια μπορούν να μπερδευτούν καλύτερα στο περιβάλλον τους. Ο καμουφλαρισμένος χρωματισμός ενισχύει την επιβίωση και την αναπαραγωγή.
Εμπορικές Εφαρμογές της Θεωρίας του Ντάργουιν
Η εξελικτική θεωρία έχει χρήσιμες εφαρμογές στη γεωργία. Ακόμη και πριν ανακαλυφθούν γονίδια και μόρια ϋΝΑ, οι αγρότες χρησιμοποίησαν εκλεκτική αναπαραγωγή για να βελτιώσουν τις καλλιέργειες ή ένα ζωικό κεφάλαιο. Μέσα από τη διαδικασία τεχνητής επιλογής, τα φυτά, τα ζώα και οι μύκητες με ανώτερες ποιότητες ήταν και διασχίζονται για να βελτιώσουν το συνολικό πληθυσμό και να δημιουργήσουν ιδανικά υβρίδια.
Ωστόσο, τα υβρίδια συχνά έχουν ελάχιστη μεταβλητότητα, η οποία απειλεί την επιβίωση του είδους εάν μεταβληθούν οι περιβαλλοντικές συνθήκες ή επιδεινωθεί η ασθένεια.