Evoluce je jednou z největších teorií v celé vědě. Vysvětluje život: konkrétně to, jak z prvního jednoduchého života vznikla veškerá obrovská rozmanitost, kterou dnes vidíme, od bakterií přes duby až po modré velryby.
Pro vědce je evoluce skutečností. Víme, že život se vyvinul se stejnou jistotou, že víme, že Země je zhruba sférická, že nás na ní drží gravitace a že vosy na pikniku jsou nepříjemné.
Ne, že byste to z médií věděli v některých zemích, kde se o evoluci zuřivě diskutuje – řečeno jako „jen teorie“ nebo odmítnuto jako plochá lež.
Proč jsou si biologové tak jistí? Jaké jsou důkazy? Krátká odpověď je, že je toho tolik, že je těžké vědět, kde začít. Zde je však velmi stručné shrnutí důkazů, že se život skutečně vyvinul.
Mohlo by pomoci první hláskování rychle zjistit, co vlastně říká Darwinova evoluční teorie. Většina z nás má obecnou představu: druhy se časem mění, přežijí jen ti nejzdatnější a nějakým způsobem opičí stvoření dalo vzniknout lidem.
Je těžké připustit, že jste po nespočetných generací pocházející z červa.
Darwinova evoluční teorie říká, že každý nový organismus je jemně odlišný od jeho rodičů, a tyto rozdíly mohou potomkům pomoci nebo jim v tom bránit. Protože organismy soutěží o potravu a kamarády, ty s výhodnými vlastnostmi produkují více potomků, zatímco ty s neužitečnými vlastnostmi nemusí žádné produkovat. Takže v dané populaci výhodné vlastnosti se stávají běžnými a neužitečné mizí.
Vzhledem k dostatku času se tyto změny zvyšují a vedou ke vzniku nových druhů a nových druhů organismu, jednu malou změnu po druhé. Červi se postupně stávali ryby, ryby přišly na pevninu a vyvinuly se jim čtyři nohy, těmto čtyřnohým zvířatům rostly vlasy a – nakonec – tak já z nich jsem začal chodit na dvou nohách, říkali jsme si „lidé“ a objevili evoluci.
Tomu lze těžko uvěřit. Jedna věc je uvědomit si, že nejste totožní s našimi rodiči: možná mají vaše vlasy jinou barvu, nebo jsou vyšší nebo mají veselší povahu. Je však mnohem těžší přijmout, že jste sestoupili přes nespočet generace, z červa.
Spousta lidí to určitě nepřijímá. Ale na chvíli zapomeň na to drama. Místo toho začněte jako Charles Darwin: na dosah ruky.
Darwinova kniha O původu druhů, poprvé vydaná v roce 1859, začíná čtenářem, aby se rozhlédl po známých. Ne neprozkoumané tropické ostrovy nebo vzdálené džungle, ale hospodářský dvůr a zahrada. Tam snadno uvidíte, že organismy předávají vlastnosti svým potomkům, což v průběhu času mění povahu tohoto organismu.
Tyto změny z generace na generaci se nazývají „sestup s modifikací“
Darwin zdůrazňoval proces pěstování a šlechtění. Po generace, zemědělci a zahradníci záměrně chovali zvířata, aby byla větší nebo silnější, a rostliny, které přinášejí více plodin.
Chovatelé fungují stejně, jako si Darwin představoval vývoj. Předpokládejme, že chcete chovat kuřata, která snášejí více vajec. Nejprve musíte najít slepice, které snášejí více vajec než ostatní. Pak musíte vylíhnout jejich vejce a zajistit, aby výsledná chi cks se množí. Tato kuřata by také měla snášet více vajec.
Pokud postup opakujete s každou generací, nakonec budete mít slepice, které snášejí mnohem více vajec než divoká kuřata. Samice slepice džungle – nejbližší divoký příbuzný domácí kuře – může naklást 30 vajec za rok, zatímco slepice na farmě mohou vyprodukovat desetkrát tolik.
Tyto změny z generace na generaci se nazývají „sestup s úpravou“.
Naše nejstarší domestikovaná zvířata jsou stále schopna rychlého vylepšení nebo úpravy
Mladá kuřátka bude v mnoha způsoby budou podobné jeho rodičům: bude to rozeznatelně kuře, a rozhodně ne aardvark, a pravděpodobně bude více podobné svým rodičům než ostatním kuřatům. Nebude to však totožné.
„Taková je evoluce,“ říká Steve Jones z University College London ve Velké Británii. „Je to řada chyb, které se hromadí.“
Možná si myslíte, že šlechtění může fe w se mění, ale zdá se, že tomu není konec. „Žádný případ nezaznamenává, že by proměnná přestala být proměnnou kultivací,“ napsal Darwin. „Naše nejstarší pěstované rostliny, jako je pšenice, stále přinášejí nové odrůdy: naše nejstarší domestikovaná zvířata jsou stále schopna rychlého zdokonalení nebo úpravy.“
Chov, tvrdí Darwin, je v podstatě vývojem pod lidským dohledem.Ukazuje nám, že drobné změny z generace na generaci se mohou sčítat. „Je to nevyhnutelné,“ říká Jones. „Určitě se to stane.“
Přesto je to docela krok od pečlivého chovu kuřat, která snášejí více vajíček, k přirozenému vývoji nových druhů. Podle evoluční teorie jsou ta kuřata nakonec potomky dinosaurů, a pokud se vrátíte dále, pak z ryb.
Odpověď zní jednoduše tak, že evoluce trvá dlouho, než dojde k velkým změnám. , musíte se podívat na starší záznamy. Musíte se podívat na fosilie.
Fosílie jsou pozůstatky dávno mrtvých organismů zachovaných ve skále. Protože skály jsou položeny ve vrstvách, jedna nahoře jiný, fosilní záznam je obecně uveden v pořadí podle data: nejstarší fosílie jsou dole.
Vždy si myslím, že nejpřesvědčivějším případem evoluce je ve fosilním záznamu
Průběh fosilního záznamu jasně ukazuje, že život se časem změnil.
Nejstarší fosílie všechny jsou pozůstatky hříchu glecelulární organismy jako bakterie, komplikovanější věci jako zvířata a rostliny se objevily až mnohem později. Mezi živočišnými fosiliemi se ryby objevují mnohem dříve než obojživelníci, ptáci nebo savci. Naši nejbližší příbuzní opice se nacházejí pouze v nejmělčích – nejmladších – skalách.
„Vždy si myslím, že nejpřesvědčivějším případem evoluce je fosilní záznam,“ říká Jones. „Je patrné, že každá šestá stránka Původ druhů má co do činění s fosilním záznamem. věděl, že to byl nevyvratitelný případ, že došlo k evoluci. „
Jak vlastně víme, že se jeden druh vyvinul v jiný?
Pečlivým studiem fosilií byli vědci schopni spojit mnoho vyhynulých druhů s těmi, které přežívají dnes, což někdy naznačuje, že jeden pochází z druhého.
Například v roce 2014 vědci popsali fosilie 55 milionů let starého masožravce zvaného Dormaalocyon, který může být společným předkem všech dnešních lvů, tygrů a medvědů. Tvary Dormaalocyonových zubů to prozradily.
Přesto vás možná nepřesvědčí. Všechna zvířata mohou mít podobné zuby, ale lvi, tygři a Dormaalocyony jsou stále odlišné druhy. Jak to vlastně víme že jeden druh se vyvinul v jiný?
Fosilní záznam je zde jen tak velkou pomocí, protože je neúplný. “Když se podíváte na většinu fosilních záznamů, ve skutečnosti vidíte jednu formu, která vydrží docela dlouho čas a pak další skupina fosilií, které jste „dostali, je zcela odlišná od toho, co jste měli dříve,“ říká Jones.
Je také možné pozorujte vývoj nového druhu, jak k němu dochází
Ale jak jsme vykopali další a další pozůstatky, bylo objeveno bohatství „přechodných fosilií“ . Tyto „chybějící články“ jsou domy na půli cesty mezi známými druhy.
Například dříve jsme řekli, že kuřata jsou nakonec potomky dinosaurů. V roce 2000 popsal tým pod vedením Xing Xu z Čínské akademie věd malého dinosaura zvaného Microraptor, který měl peří podobné moderním ptákům a mohl létat.
Je také možné pozorovat vývoj nového druhu, jak k němu dochází.
V roce 2009 Peter a Rosemary Grant z Princetonské univerzity v New Jersey popsali, jak na jednom z Galapágských ostrovů vznikl nový druh pěnkavy: navštívené stejné ostrovy od Darwina.
Tato malá skupina ptáků vytvořila nový druh
V roce 1981 dorazila na ostrov Daphne Major jediná středně velká pěnkava. Byl neobvykle velký a místním ptákům zpíval poněkud odlišnou píseň.
Dokázal se rozmnožovat a jeho potomci zdědili jeho neobvyklé rysy. Po několika generacích byli reprodukčně izolovaní: vypadali odlišně od ostatních ptáků a zpívali různé písně, takže se mohli rozmnožovat jen mezi sebou. Tato malá skupina ptáků si vytvořila nový druh: měli „zvláštní“ druhy.
Tento nový druh se od svých předků liší jen nepatrně: jejich zobáky jsou odlišné a zpívají neobvyklou píseň. Je však možné sledovat mnohem dramatičtější změny, jak k nim dojde.
Nejdelší evoluční experiment na světě má na starosti Richard Lenski z Michiganské státní univerzity.
Je to velmi přímá ukázka Darwinovy myšlenky přizpůsobení přirozeným výběrem
Od roku 1988 Lenski ve své laboratoři sledoval 12 populací bakterií Escherichia coli. Bakterie jsou ponechány na svá vlastní zařízení v zásobních nádobách s živinami pro krmení a Lenského tým pravidelně zmrazuje malé vzorky.
E. coli již nejsou stejné jako v roce 1988.„U všech 12 populací se bakterie vyvinuly tak, že rostly mnohem rychleji než jejich předchůdci,“ říká Lenski. Přizpůsobili se konkrétní směsi chemikálií, které jim dává.
„Je to velmi přímá ukázka Darwinovy myšlenky adaptace přirozeným výběrem. Nyní, po 20 letech experimentu, je typická počet řádků roste o 80% rychleji než předchůdce. “
V roce 2008 Lenskiho tým uvedl, že bakterie udělaly obrovský skok vpřed. Směs, ve které žijí, obsahuje chemickou látku citrát, kterou E . coli nedokáže strávit. Ale 31 500 generací do experimentu se jedna z 12 populací začala živit citrátem. Bylo by to, jako by lidé najednou vyvinuli schopnost jíst stromovou kůru.
Všechno živé nese geny ve formě DNA
Citrát byl vždy, říká Lenski, „takže všechny populace mít příležitost v jistém smyslu vyvinout schopnost toto používat … Ale pouze jedna z 12 populací si našla způsob, jak toho dosáhnout. “
V tomto okamžiku Lenskiho zvyk pravidelně mrznout Ukázalo se, že rozhodující jsou vzorky bakterií. Dokázal projít staršími vzorky a vysledovat změny, které vedly k tomu, že E. coli pojídá citrát.
K tomu se musel podívat pod kapotu. Použil nástroj, který v době Darwina nebyl k dispozici, ale který přinesl revoluci v našem chápání evoluce jako celku: genetika.
Všechno živé nese geny ve formě DNA.
Geny řídí, jak organismus roste a vyvíjí, a jsou předávány z rodičů na potomky. Když matka kuře položí hodně vajec a předá tuto vlastnost svým potomkům, udělá to prostřednictvím svých genů.
Celý moderní život sestoupil z jediný společný předek
V průběhu minulého století vědci katalogizovali geny různých druhů. Ukázalo se, že všechny živé věci ukládají informace ve své DNA stejným způsobem: všechny používají stejný „genetický kód“.
Navíc, organismy také sdílejí mnoho genů. Tisíce genů nalezených v lidská DNA může být také nalezena v DNA jiných tvorů, včetně rostlin a dokonce i bakterií.
Tyto dvě skutečnosti naznačují, že veškerý moderní život sestoupil z jediného společného předka, „posledního univerzálního předka“, který žil před miliardami let.
Porovnáním toho, kolik genů organismy sdílejí, můžeme zjistit, jak spolu souvisejí. Například lidé sdílejí více genů s lidoopy, jako jsou šimpanzi a gorily, než jiná zvířata, stejně jako 96%. To naznačuje, že jsou to naši nejbližší příbuzní.
Máme společného předka se šimpanzi
„Pokuste se to vysvětlit jiným způsobem než skutečností, že tyto vztahy jsou založeny na sledu změn v čase,“ říká Chris Stringer z Přírodovědného muzea v L ondon. „Máme společného předka se šimpanzi a my a oni se od té doby lišili od tohoto společného předka.“
Můžeme také použít genetiku ke sledování detailů evolučních změn.
„Můžete porovnat různé druhy bakterií a najít geny, které sdílejí,“ říká Nancy Moran z Texaské univerzity v Austinu. „Jakmile tyto geny poznáte … můžete se podívat na to, jak se vyvinuly v různých druzích populací.“
Když Lenski prošel svými vzorky E. coli, zjistil, že bakterie konzumující citráty měly několik změny jejich DNA, které jiné bakterie neprovedly. „Tyto změny se nazývají mutace.
Lenski E. coli nám ukazují, že evoluce může dát organizmům radikálně nové schopnosti
Některé z nich se staly dávno předtím, než si bakterie vyvinuly svoji novou schopnost. „Samo o sobě nepřiznalo schopnost růst citrátu, ale připravilo půdu pro další mutace, které tuto schopnost následně udělily,“ říká Lenski.
Tento složitý sled událostí pomáhá vysvětlit, proč pouze jeden populace vyvinula schopnost.
Rovněž ilustruje důležitý bod evoluce. Konkrétní evoluční krok se může jevit jako extrémně nepravděpodobný, ale pokud je na to tlačeno dostatek organismů, jeden z nich to pravděpodobně udělá – a stačí jen jeden.
Lenskiho E. coli nám ukazují, že evoluce může dát organizmům radikálně nové schopnosti. Ale evoluce vždy nedělá věci lepšími. Jeho účinky jsou často, alespoň pro naše oči, spíše náhodné.
Mutace, které vedou ke změnám v organismu, jsou velmi zřídka k lepšímu, říká Moran. Většina mutací ve skutečnosti nemá žádný nebo žádný negativní dopad na fungování organismu.
Zvířata, která žijí v temných jeskyních, často ztrácejí oči
Když jsou bakterie omezeny na izolované prostředí, někdy zachytí nevítané genetické mutace, které se přenášejí přímo na každou generaci.Postupem času to druhům brání.
„Opravdu to ukazuje proces evoluce,“ říká Moran. „Není to všechno jen adaptace a věci se zlepšují, existuje také velký potenciál pro zhoršení situace.“
A co víc, organismy někdy ztrácejí schopnosti. Například zvířata, která žijí v temných jeskyních často ztrácejí oči.
To se může zdát divné. Máme sklon uvažovat o evoluci jako o procesu biologického zdokonalování, o zdokonalování druhů a jejich méně primitivitě. Ale to se nemusí nutně stát.
Pojem zlepšení lze vysledovat až k vědci jménem Jean-Baptiste Lamarck, který prosazoval myšlenku, že se organismy vyvíjejí dříve, než byl Darwin. Jeho příspěvky byly životně důležité.
Co tím myslel, že se chtějí zlepšit? Jak byste to otestovali?
Ale na rozdíl od Darwina si Lamarck myslel, že organismy se zlepšily v životě ve svém prostředí jako úmyslná reakce na tato prostředí, jako by se ze své podstaty chtěly zlepšit.
Lamarckova teorie by říkala, že žirafy mají dlouhou dobu cks, protože jejich předkové se táhli, aby dosáhli vysokých stromů, a poté předali své nově nabyté dlouhé krky svým potomkům.
„Darwin psal o Lamarckovi soukromě a prohlásil, že jeho teorie je úplný nesmysl, je to nezkoušitelné, „říká Jones.“ „Co tím myslel, že se chtějí zlepšit? Jak byste to otestovali?“
Darwin měl alternativní teorii: přirozený výběr. Nabízí úplně jiné vysvětlení pro dlouhé krky žiraf.
Představte si předchůdce moderních žiraf, něco jako jelen nebo antilopa. Kdyby toto zvíře žilo hodně vysokých stromů, zvířata s nejdelší krky by získaly více potravy a lépe než ti s kratšími krky.
Zvířata jako žirafy jsou tak nápadná, protože vypadají tak dokonale přizpůsobená
Po několika generacích by všechna zvířata měla o něco delší krk než jejich předkové. Opět platí, že těm s nejdelšími by se dařilo nejlépe, takže po mnoho let, krky žirafy se postupně prodlužovaly, protože ti s krátkými krky neměli potomky.
Mutace, které to všechno zakládaly, se staly náhodně a bylo stejně pravděpodobné, že způsobí krátké krky jako dlouhé. Ale tyto mutace s krátkým krkem neměly tendenci vydržet.
Zvířata jako žirafy jsou tak nápadná, protože vypadají tak dokonale přizpůsobená. Žijí v oblastech, kde jsou stromy vysoké a mají pouze listy vysoko nad zemí , takže samozřejmě mají dlouhý krk, aby se k nim dostali.
„Myslím, že tento druh obrázku vlastně lidi mátl, protože vypadá tak dokonale, vypadá designově,“ říká Moran. podívej se blíže, je to výsledek dlouhého řetězce malých změn. „Uvědomujete si, oh, není to navrženo, je to vlastně jedna zvláštní událost, která se mohla rozšířit a vést k další zvláštní události.“
Nyní máme všechny důkazy, které, když se dají dohromady, ukazují, že se život vyvinul.
Lidská evoluce byla vždy obtížným konceptem některým žaludek
Sestup s modifikací, který je způsoben náhodnými mutacemi genů, nakonec vede k postupným změnám a tvorbě nových druhů – hodně z to pohání cs přirozeným výběrem, který vytrhává ty organismy, které jsou méně vhodné pro jejich prostředí.
Nakonec to všechno aplikujme na sebe.
Lidská evoluce byla vždy konceptem pro některé je obtížné žaludek, ale je nemožné je nyní zavřít, říká Stringer.
Předpokládá se, že Homo sapiens se vyvinul v Africe, než se rozšířil do celého světa.
Lidé evropského a asijského původu nesou ve své DNA neandertálské geny
Fosilní záznam ukazuje postupná změna ze zvířat podobných lidoopům, kteří chodí po čtyřech, na bipedální stvoření, u kterých se postupně vyvinuly větší mozky.
První lidé, kteří opustili Afriku, se křížili s jinými druhy homininů, jako jsou neandertálci. Výsledkem je, že lidé evropského a asijského původu nesou ve své DNA neandertálské geny, ale lidé afrického původu to nedělají.
To vše se stalo před tisíci lety, ale příběh ještě neskončil. stále se vyvíjí.
Například v padesátých letech minulého století studoval britský lékař Anthony Allison genetickou poruchu zvanou srpkovitá anémie, která je běžná u některých afrických populací. Lidé s touto poruchou mají deformované červené krvinky , které nepřenášejí kyslík po těle tak dobře, jak by mohly.
Pro tyto lidi stálo za to nést srpkovitou mutaci
Allison zjistil, že východoafrické populace byly rozděleny do skupin obyvatel nížin, kteří byli náchylní k této nemoci, a lidí, kteří žili na vysočině, kteří nebyly.
Ukázalo se, že lidé nesoucí srpkovitou vlastnost měli neočekávanou výhodu. Chránilo je před malárií, která představovala skutečnou hrozbu pouze v nížinách. Pro tyto lidi stálo za to nést srpkovitou mutaci, i když by jejich děti mohly být chudokrevné.
Naproti tomu lidem žijícím v horských oblastech nehrozila malárie. To znamenalo, že nesení znaku srpkovitých buněk nemá žádnou výhodu, takže jeho jinak škodlivá povaha způsobila, že zmizel.
Samozřejmě existují nejrůznější otázky týkající se evoluce, na které stále nemáme odpověď .
Jejich předkové se v neporušené linii vracejí více než 3 miliardy let
Stringer nabízí jednoduchý: jaká byla genetická změna, která lidem umožnila chodit vzpřímeně, a proč byla tato mutace tak úspěšná? Právě teď nevíme, ale s více fosiliemi a lepší genetikou bychom jednoho dne mohli.
Víme, že evoluce je přirozeným faktem. Je základem pro život na Zemi, jak jej známe.
Takže až budete příště venku, ať už ve vaší zahradě nebo na farmě, nebo jen tak po silnici, vezměte si podívejte se na zvířata a rostliny kolem vás a přemýšlejte o tom, jak se tam všichni dostali.
Každý z organismů, které vidíte, ať už je to drobný hmyz nebo velký velký slon, je nejnovějším členem starověkého rodina. Jejich předkové se v neporušené linii vracejí na více než 3 miliardy let, do úsvitu samotného života. Stejně tak i váš.