Az evolúció az egyik legnagyobb elmélet az egész tudományban. Az élet elmagyarázását tűzi ki célul: konkrétan azt, hogy az első egyszerű élet hogyan hozta létre azt a hatalmas sokszínűséget, amelyet manapság látunk, a baktériumoktól a tölgyfákon át a kék bálnákig.
A tudósok számára az evolúció tény. Tudjuk, hogy az élet ugyanolyan bizonyossággal fejlődött, mint tudjuk, hogy a Föld nagyjából gömb alakú, a gravitáció rajta tart minket, és hogy a darazsak egy pikniken idegesítenek.
Nem mintha ezt a médiából tudnád egyes országokban, ahol az evolúcióról hevesen vitatkoznak – “csak elméletként” fogalmazzák meg, vagy elvetik egyenes hazugságként.
Miért olyan biztosak ebben a biológusok? Mi a bizonyíték? A rövid válasz az, hogy annyi minden nehéz, hogy mit kezdjünk. De itt van egy nagyon felületes összefoglalás azokról a bizonyítékokról, amelyek szerint az élet valóban fejlődött.
Ez segíthet az első varázslatban gyorsan megtudhatja Darwin evolúcióelméletét. Legtöbbünknek az az általános elképzelése: a fajok az idő múlásával változnak, csak a legmegfelelőbbek maradnak életben, és valahogy egy majomszerű lény embereket teremtett.
Nehéz elfogadni, hogy számtalan generáción keresztül egy féregtől származott
Darwin evolúciós elmélete szerint minden új szervezet finoman különbözik szülei, és ezek a különbségek néha segíthetik az utódokat vagy akadályozhatják őket. Mivel az organizmusok versenyeznek az élelemért és a párokért, az előnyös tulajdonságokkal rendelkezők több utódot hoznak létre, míg a haszontalan tulajdonságúak nem. a tulajdonságok általánossá válnak, és a haszontalanok eltűnnek.
Elegendő idővel ezek a változások felépülnek, és új fajok és új típusú organizmusok megjelenéséhez vezetnek, egy-egy apró változással. Lépésről lépésre a férgek halak, halak a szárazföldre kerültek, és négy lábuk alakult ki, ezek a négylábúak megnövelték a hajat, és végül – így is én közülük két lábon kezdtem körbejárni, “embernek” neveztem magam és felfedeztem az evolúciót.
Ezt nehéz elhinni. Egy dolog felismerni, hogy nem vagy azonos a szüleinkkel: lehet, hogy a hajad más színű, vagy magasabb vagy vidámabb természetű. De sokkal nehezebb elfogadni, hogy leszármazottak lennél számtalan generációktól, féregtől fogva.
Rengeteg ember ezt biztosan nem fogadja el. De felejtsd el egy pillanatra az összes drámát. Ehelyett kezdje úgy, ahogy Charles Darwin tette: a küszöbén.
Darwin A fajok eredetéről szóló könyve, amelyet először 1859-ben adtak ki, azzal kezdődik, hogy arra kéri az olvasót, nézzen körül az ismerős. Nem feltáratlan trópusi szigeteken. vagy távolabbi dzsungelekben, hanem a tanya udvarán és a kertben. Könnyen láthatja, hogy az élőlények jellemzőket adnak át utódaiknak, idővel megváltoztatva az adott szervezet természetét.
Ezeket a nemzedékről nemzedékre történő változásokat “módosítással való leszármazásnak” nevezzük.
Darwin a termesztés és a tenyésztés folyamatát emelte ki. a kertészek célzottan nagyobb vagy erősebb állatokat tenyésztettek, a növények pedig több termést hoztak.
A tenyésztők ugyanúgy működnek, mint Darwin elképzelése szerint az evolúció. Tegyük fel, hogy több tojást tojó csirkéket akarsz tenyészteni. Először meg kell találnod ezeket tyúkok, amelyek több tojást tojnak, mint a többiek. Ezután ki kell keltetni a petéiket, és gondoskodniuk kell arról, hogy a kapott chi cks szaporodnak. Ezeknek a csibéknek több tojást is kell rakniuk.
Ha minden generációval megismétli a folyamatot, akkor olyan tyúkok lesznek, amelyek sokkal több tojást tojnak, mint a vad csirkék. Egy nőstény dzsungel tyúk – a legközelebbi vad rokona a házi csirke – évente 30 tojást rakhat le, míg a farm tyúkjainak tízszerese lehet.
Ezeket a nemzedékről nemzedékre eső változásokat “módosítással való leszármazásnak” nevezzük.
Legöregebb háziasított állataink még mindig képesek gyors fejlesztésre vagy módosításra
Egy fiatal csaj sokakban hasonlítson a szüleihez: felismerhetően csirke lesz, és határozottan nem aardvark, és valószínűleg hasonlóbb lesz szüleihez, mint más csirkékhez. De nem lesz azonos.
“Ez az evolúció” – mondja Steve Jones, a University College London, Egyesült Királyság. “Ez számos hibát eredményez.”
Azt gondolhatja, hogy a tenyésztés csak fe w változik, de úgy tűnik, hogy ennek nincs vége. “Nincs olyan eset, amikor egy változó a termesztés alatt megszűnik változni” – írta Darwin. “Legöregebb termesztett növényeink, mint például a búza, még mindig gyakran hoznak új fajtákat: legrégebbi háziasított állataink még mindig képesek gyors fejlődésre vagy módosításra.”
A tenyésztés, Darwin szerint, alapvetően emberi felügyelet alatt zajlik.Ez megmutatja nekünk, hogy az apró nemzedékről nemzedékre eső változások összeadódhatnak. “Ez elkerülhetetlen” – mondja Jones. “Biztosan meg fog történni.”
Ennek ellenére nagy lépés a gondosan tenyésztett, több tojást tojó csirkéktől az új fajok természetes fejlődéséig. Az evolúciós elmélet szerint ezek a csirkék végül dinoszauruszoktól származnak, és ha még hátrébb mennek, akkor a halaktól.
A válasz egyszerűen az, hogy az evolúciónak hosszú időbe telik nagy változások végrehajtása. , meg kell nézni a régebbi feljegyzéseket. Meg kell vizsgálni a kövületeket.
A kövületek rég elhalt organizmusok maradványai, amelyeket kőzetben tartanak fenn. Mivel a kőzetek rétegenként vannak elhelyezve, az egyik tetején más esetekben a fosszilis nyilvántartás általában dátum szerinti sorrendben szerepel: a legrégebbi kövületek az alján vannak.
Mindig azt gondolom, hogy az evolúció legmeggyőzőbb esete a fosszilis nyilvántartásban van.
A fosszilis nyilvántartás futtatása egyértelművé teszi, hogy az élet az idők folyamán megváltozott.
A legrégebbi kövületek mind a bűn maradványai a vidámsejtű szervezetek, mint a baktériumok, bonyolultabb dolgok, például az állatok és a növények csak sokkal később jelennek meg. Az állati kövületek között a halak sokkal korábban jelennek meg, mint a kétéltűek, a madarak vagy az emlősök. Legközelebbi rokonaink, a majmok csak a leg sekélyebb – legfiatalabb – kőzetekben találhatók.
“Mindig úgy gondolom, hogy az evolúció legmeggyőzőbb esete a fosszilis nyilvántartásban van” – mondja Jones. “Figyelemre méltó, hogy a fajok eredetében minden hatodikban egy oldal a fosszilis nyilvántartással kapcsolatos. tudta, hogy ez egy megcáfolhatatlan eset, amikor az evolúció megtörtént. “
Honnan tudjuk valójában, hogy az egyik faj egy másikvá fejlődött?
Az ősmaradványok alapos tanulmányozásával a tudósok számos kihalt fajt összekapcsolhattak napjainkban túlélő fajokkal, néha jelezve, hogy egyikük leszármazott a másikról.
Például 2014-ben a kutatók egy Dormaalocyon nevű 55 millió éves ragadozó kövületeit írták le, amelyek a mai oroszlánok, tigrisek és medvék közös ősei lehetnek. A Dormaalocyon fogainak formája adta.
Ennek ellenére nem biztos, hogy meg van győződve róla. Lehetséges, hogy ezeknek az állatoknak hasonló fogai vannak, de az oroszlánok, a tigrisek és a Dormaalocyonok még mindig külön fajok. hogy az egyik faj egy másikvá fejlődött?
A fosszilis nyilvántartás csak annyi segítséget jelent itt, mert hiányos. “Ha a legtöbb fosszilis nyilvántartást nézzük, akkor valójában az az egyik forma, amely elég sokáig tart az idő, majd a következő csomó kövület, amit kapott, egészen más, mint korábban – mondja Jones.
Az is lehetséges, hogy figyelje meg egy új faj evolúcióját, ahogy történik
De ahogy egyre több maradványt ástunk ki, rengeteg “átmeneti kövületet” fedeztek fel . Ezek a “hiányzó linkek” félúton vannak az ismert fajok között.
Például korábban azt mondtuk, hogy a csirkék végül dinoszauruszoktól származnak. 2000-ben a Kínai Tudományos Akadémia Xing Xu által vezetett csoportja leírta a Microraptor nevű kis dinoszauruszt, amelynek tollai hasonlóak voltak a modern madarakhoz, és képesek voltak repülni.
Megfigyelhető az is, hogy egy új faj fejlődése, ahogy történik.
2009-ben Peter és Rosemary Grant, a New Jersey-i Princeton Egyetem leírta, hogyan jött létre egy új pintyfaj az egyik Galápagos-szigeten: ugyanazok a szigetek látogatták meg írta Darwin.
Ez a kis madárcsoport új fajt alkotott
1981-ben egyetlen közepesen őrölt pinty érkezett a Daphne Major nevű szigetre. Szokatlanul nagy volt, és kissé más dalt énekelt a helyi madaraknak.
Sikerült szaporodnia, és utódai örökölték szokatlan vonásait. Néhány generáció után reproduktív módon elkülönültek: másképp néztek ki, mint a többi madár, és különböző dalokat énekeltek, így csak egymás között tudtak szaporodni. Ez a kis madárcsoport új fajt alkotott: “specifikáltak”.
Ez az új faj csak finoman különbözik elődeitől: más a csőrük és szokatlan dalt énekelnek. De lehet sokkal drámaibb változásokat figyelni, amint azok megtörténnek.
Richard Lenski, a Michigani Állami Egyetem felelős a világ leghosszabb ideig tartó evolúciós kísérletéért.
Ez Darwin természetes szelekcióval történő alkalmazkodási gondolatának közvetlen bemutatása
1988 óta Lenski laboratóriumában 12 Escherichia coli baktérium populációt követett nyomon. A baktériumokat tárolóedényekben hagyják maguknak, tápanyagokkal táplálkozhatnak, és Lenski csapata rendszeresen lefagyasztja a kis mintákat.
Az E. a coli már nem ugyanaz, mint 1988-ban.”Mind a 12 populációban a baktériumok sokkal gyorsabban fejlődtek, mint az őseik” – mondja Lenski. Alkalmazkodtak az általa adott vegyi anyagok keverékéhez.
“Ez nagyon közvetlen demonstrációja Darwin természetes szelekcióval történő adaptációjának gondolatáról. Most, néhány évvel a kísérlet után, a tipikus a származás körülbelül 80% -kal gyorsabban növekszik, mint az ősé volt. “
2008-ban Lenski csapata arról számolt be, hogy a baktériumok hatalmas előrelépést tettek. A keverék, amelyben élnek, tartalmaz egy citrát nevű vegyszert, amelyet E A coli nem tud megemészteni. De a kísérlet során 31 500 generáció vesz részt, a 12 populáció egyike pedig citráttal táplálkozik. Ez olyan lenne, mintha az emberek hirtelen fejlesztenék a fakéreg elfogyasztásának képességét. div>
Minden élőlény gént hordoz, DNS formájában
A citrát mindig ott volt, mondja Lenski, “tehát az összes populáció bizonyos értelemben lehetősége van fejleszteni ennek használatát … De a 12 populáció közül csak az egyik találta meg a módját erre. “
Ezen a ponton Lenski szokása rendszeresen megdermedni. a baktériumok mintáinak meghatározása döntőnek bizonyult. Vissza tudott nézni régebbi mintákon, és nyomon követte azokat a változásokat, amelyek az E. coli citrátfogyasztásához vezettek.
Ehhez a motorháztető alá kellett néznie. Olyan eszközt használt, amely még nem volt elérhető Darwin napjaiban, de forradalmasította az evolúció egészének megértését: a genetika.
Minden élőlény gént hordoz, DNS formájában.
A gének kontrollálják, hogy egy szervezet hogyan növekszik és fejlődik, és átkerülnek a szülőtől az utódokig. Amikor egy csirke anya sok tojást rak le, és ezt a tulajdonságot átadja utódainak, ezt génjein keresztül teszi.
Az egész modern élet egy egyetlen közös ős
Az elmúlt évszázadban a tudósok különböző fajok génjeit katalogizálták. Kiderült, hogy minden élőlény ugyanúgy tárolja az információt a DNS-ben: mindegyik ugyanazt a “genetikai kódot” használja.
Mi több, az organizmusoknak is sok génjük van. Gének ezrei találhatók meg az emberi DNS más élőlények DNS-ében is megtalálható, beleértve a növényeket és még a baktériumokat is.
Ez a két tény azt sugallja, hogy az egész modern élet egyetlen közös ősből származik, az “utolsó egyetemes ősből”, amely több milliárd évvel ezelőtt élt.
Ha összehasonlítjuk az organizmusok számának sok génjét, megtudhatjuk, hogy milyen kapcsolatban állnak egymással. Például az emberek több gént osztanak meg olyan majmokkal, mint a csimpánzok és a gorillák, mint más állatok. 96%. Ez azt sugallja, hogy ők a legközelebbi rokonaink.
Közös ősünk van csimpánzokkal
“Ezt próbáld meg megmagyarázni más módon, mint az a tény, hogy ezek a kapcsolatok az időbeli változások sorozatán alapulnak” – mondja Chris Stringer, az L Természettudományi Múzeum ondon. “Van egy közös ősünk a csimpánzokkal, és mi és ők azóta eltértünk ettől a közös őstől.”
A genetikát is felhasználhatjuk az evolúciós változások részleteinek nyomon követésére.
“Összehasonlíthatja a különböző baktériumtípusokat, és megtalálhatja az általuk megosztott géneket” – mondja Nancy Moran, a texasi egyetemen, Austinban. “Miután felismerte ezeket a géneket … megnézheti, hogyan fejlődtek a különféle populációkban.”
Amikor Lenski visszatért az E. coli mintáira, azt találta, hogy a citrátevő baktériumoknak több DNS-változásuk, amelyet a többi baktérium nem tett meg. Ezeket a változásokat mutációknak nevezzük.
Lenski E. coli megmutatja nekünk, hogy az evolúció képes organizmusokat adni gyökeresen új képességek
Néhány közülük már jóval azelőtt megtörtént, hogy a baktériumok kifejlesztették volna új képességüket. “Önmagukban nem a citrát növekedési képességét adták, hanem a későbbi mutációk színterét jelentették, amelyek ezt a képességet adták” – mondja Lenski.
Ez az összetett eseménylánc segít megmagyarázni, hogy miért csak egy a populáció fejlesztette a képességet.
Ez az evolúcióval kapcsolatos fontos szempontot is szemlélteti. Egy adott evolúciós lépés rendkívül valószínűtlennek tűnhet, de ha elegendő organizmus szorul a megtételére, valószínűleg egyikük megteszi – és ez csak egyet igényel.
Lenski E. coli megmutatja nekünk, hogy az evolúció gyökeresen új képességeket adhat az organizmusoknak. De az evolúció nem mindig javítja a dolgokat. Hatásai, legalábbis a szemünk számára, meglehetősen véletlenszerűek.
Azok a mutációk, amelyek egy szervezet változásaihoz vezetnek, nagyon ritkán fordulnak előbbre, mondja Moran. Valójában a legtöbb mutációnak nincs hatása, vagy negatív hatása van egy szervezet működésére.
A sötét barlangokban élő állatok gyakran elveszítik szem
Amikor a baktériumok elszigetelt környezetekbe szorulnak, néha nemkívánatos genetikai mutációkat vesznek fel, amelyek közvetlenül átadódnak minden generációnak.Idővel ez fokozatosan akadályozza a fajt.
“Ez valóban megmutatja az evolúció folyamatát” – mondja Moran. “Ez nem csak az alkalmazkodás és a dolgok javulása, hanem a dolgok romlásának ez a nagy lehetősége is.”
Mi több, az élőlények néha elveszítik képességeiket. Például az élő állatok sötét barlangokban gyakran elveszíti a szemét.
Ez furcsának tűnhet. Hajlamosak vagyunk az evolúcióra mint a biológiai fejlődés folyamatára, a fajok javulására és kevésbé primitívebbé válására. De nem feltétlenül ez történik.
A jobbítás fogalma egy Jean-Baptiste Lamarck nevű tudósra vezethető vissza, aki azt az elképzelést szorgalmazta, hogy az élőlények még Darwin előtt fejlődjenek. Hozzájárulásai létfontosságúak voltak.
Mit értett rajta, hogy javítani akarnak? Hogyan tesztelnéd ezt?
De Darwinnal ellentétben Lamarck ezt gondolta az organizmusok jobban tudtak élni a környezetükben, mivel szándékosan reagáltak ezekre a környezetekre, mintha eredendően javítani szeretnének.
Lamarck elmélete szerint a zsiráfok régóta nem cks, mert őseik kinyújtózkodtak, hogy elérjék a magas fákat, majd az újonnan megszerzett hosszú nyakukat továbbadták utódaiknak.
“Darwin magánkézben írt Lamarckról, és azt mondta, hogy elmélete teljes hülyeség, ez nem tesztelhető, “mondja Jones. “Mit gondolt arra, hogy javítani akarnak? Hogyan tesztelnéd ezt?” Egészen más magyarázatot kínál a zsiráfok “hosszú nyakára.” Képzeljen el egy modern zsiráf őst, valami kicsit olyan, mint egy szarvas vagy antilop. Ha sok magas fa volt, ahol ez az állat élt, akkor az állatok a leghosszabb nyak több ételt kapna, és jobban járna, mint a rövidebb nyakúak.
Az olyan állatok, mint a zsiráfok, annyira feltűnőek, mert annyira tökéletesen alkalmazkodnak
Néhány generáció után az összes állatnak valamivel hosszabb a nyaka, mint az őseinek. Ismét azok, akiknek a leghosszabb a legjobb, sok éven át, a zsiráfok nyakai fokozatosan meghosszabbodnak, mert a rövid nyakúaknak általában nincsenek utódaik.
Az ennek hátterében álló mutációk véletlenszerűen történtek, és ugyanolyan valószínűséggel hoztak rövid nyakat, mint hosszúakat. De ezek a rövid nyakú mutációk nem szoktak tartani.
Az olyan állatok, mint a zsiráfok, annyira feltűnőek, mert annyira tökéletesen alkalmazkodnak. Olyan területeken élnek, ahol a fák magasak, és csak a levelek vannak a föld felett , így természetesen hosszú nyakuk van ahhoz, hogy elérjék őket.
“Azt hiszem, ez a fajta kép valójában megzavarja az embereket, mert olyan tökéletesnek tűnik, mintha tervezne” – mondja Moran. De ha nézd meg közelebbről, ez apró változások hosszú láncolatának eredménye. “Rájössz, hogy ó, ezt nem tervezték, hanem valójában egy furcsa esemény, amely elterjedhetett, és újabb furcsa eseményhez vezetett.”
Most már minden bizonyíték megvan, amelyek összevonva azt mutatják, hogy az élet fejlődött.
Az emberi evolúció mindig is nehéz fogalom volt egyeseknél gyomor
A módosítással történő süllyedés, amelyet a gének véletlenszerű mutációi okoznak, végül fokozatos változásokhoz és új fajok kialakulásához vezet – a legtöbb ez vezetett hu természetes szelekcióval, amely kiszűri azokat a szervezeteket, amelyek kevésbé alkalmasak a környezetükre.
Végül alkalmazzuk mindezt önmagunkra is.
Az emberi evolúció mindig is fogalom volt Egyesek nehezen gyomorba esnek, de lehetetlen most erre lehunyni a szemünket, mondja Stringer.
Úgy gondolják, hogy a Homo sapiens Afrikában fejlődött ki, mielőtt elterjedt volna az egész világon.
Az európai és ázsiai származású emberek DNS -ükben neandervölgyi géneket hordoznak
A fosszilis feljegyzések azt mutatják fokozatos váltás a négykézláb sétáló majomszerű állatokról a két agyú élőlényekre, amelyek fokozatosan nagyobb agyat fejlesztettek ki.
Az első emberek, akik más hominin fajokkal, például a neandervölgyiekkel keresztezve hagyták el Afrikát. Ennek eredményeként az európai és ázsiai származású emberek neandervölgyi géneket hordoznak a DNS-ben, de az afrikai származású emberek nem.
Mindez évezredekkel ezelőtt történt, de a történetnek még nincs vége. még mindig fejlődik.
Például az 1950-es években egy Anthony Allison nevű brit orvos egy sarlósejtes vérszegénységnek nevezett genetikai rendellenességet tanulmányozott, amely néhány afrikai populációban gyakori. A rendellenességben szenvedőknek eltorzultak a vörösvértestek , amelyek nem szállítják az oxigént a test körül, amennyire csak lehet.
Ezeknek az embereknek érdemes volt a sarlósejtes mutációt hordozniuk
Allison felfedezte, hogy a kelet-afrikai populációk a betegségre hajlamos alföldi és a felvidéken élő emberek csoportjaira oszlanak. nem voltak.
Kiderült, hogy a sarlósejtes tulajdonságot hordozó emberek váratlan előnyhöz jutottak. Megóvta őket a malária ellen, amely valóban csak az alföldön jelentett veszélyt. Ezeknek az embereknek érdemes volt hordozniuk a sarlósejtes mutációt, még akkor is, ha gyermekeik vérszegények lehetnek.
Ezzel szemben a felvidéki területeken élő embereket nem fenyegette a malária. Ez azt jelentette, hogy a sarlósejt-tulajdonság hordozásának nem volt előnye, ezért az egyébként káros jellege miatt eltűnt.
Természetesen az evolúcióval kapcsolatban mindenféle kérdés felmerül, amelyekre még mindig nem válaszoltunk. .
Őseik szakadatlan sorban mennek vissza több mint 3 milliárd évre
Stringer egy egyszerűt kínál: mi volt az a genetikai változás, amely lehetővé tette az emberek számára, hogy egyenesen járjanak, és miért volt ilyen sikeres a mutáció? Jelenleg nem tudjuk, de több kövület és jobb genetika mellett valamikor lehet.
Amit tudunk, az az, hogy az evolúció a természet ténye. Ez az alapja a földi életnek, ahogyan ismerjük.
Tehát legközelebb, amikor kint vagy, akár a kertedben, akár egy farmon, vagy csak egy úton haladva, tegyél egy nézd meg a körülötted lévő állatokat és növényeket, és gondolkodj el azon, hogy mindannyian eljutottak oda.
A látott organizmusok mindegyike, akár apró rovar, akár egy nagy nagy elefánt, egy ősi ember legújabb tagja család. Őseik több mint 3 milliárd évig töretlen sorban nyúlnak vissza, az élet hajnaláig. Tehát a tiéd is.