Evoluția este una dintre cele mai mari teorii din toată știința. Acesta își propune să explice viața: în mod specific, prima viață simplă a dat naștere întregii uriașe diversități pe care o vedem astăzi, de la bacterii la stejari, până la balene albastre.
Pentru oamenii de știință, evoluția este un fapt. Știm că viața a evoluat cu aceeași certitudine că știm că Pământul este aproximativ sferic, că gravitația ne ține pe el și că viespile la picnic sunt enervante.
Nu că ați ști asta din mass-media în unele țări, în care evoluția este argumentată cu ferocitate – exprimată ca „doar o teorie” sau respinsă ca o minciună simplă.
De ce sunt biologii atât de siguri în această privință? Care este dovada? Răspunsul scurt este că este atât de mult încât este greu să știi de unde să începi. Dar iată un rezumat foarte scurt al dovezilor că viața a evoluat într-adevăr.
Ar putea ajuta să scrii mai întâi Aflați rapid ceea ce spune teoria evoluției lui Darwin. Majoritatea dintre noi avem ideea generală: speciile se schimbă în timp, doar cele mai potrivite supraviețuiesc și cumva o creatură asemănătoare unei maimuțe a dat naștere ființelor umane.
Este greu de acceptat că ești descendent, de-a lungul a nenumărate generații, dintr-un vierme
Teoria evoluției lui Darwin spune că fiecare organism nou este subtil diferit de la părinții săi, iar aceste diferențe pot ajuta uneori descendenții sau îl pot împiedica. Pe măsură ce organismele concurează pentru hrană și perechi, cei cu trăsături avantajoase produc mai mulți descendenți, în timp ce cei cu trăsături inutile pot să nu producă niciunul. Deci, într-o anumită populație, avantajos trăsăturile devin comune și cele inutile dispar.
Având suficient timp, aceste modificări se ridică și duc la apariția de noi specii și noi tipuri de organisme, o mică schimbare la un moment dat. Pas cu pas, viermii au devenit pești, pești au venit pe uscat și au dezvoltat patru picioare, animalele cu patru picioare au crescut păr și – în cele din urmă – așa eu dintre ei am început să merg pe două picioare, m-am numit „oameni” și am descoperit evoluția.
Acest lucru poate fi greu de crezut. Un lucru este să ne dăm seama că nu sunteți identici cu părinții noștri: poate că părul dvs. are o culoare diferită, sau sunteți mai înalți sau aveți o natură mai veselă. Dar este mult mai greu să acceptați că sunteți descendenți, prin nenumărate nenumărate generații, dintr-un vierme.
O mulțime de oameni cu siguranță nu acceptă acest lucru. Dar uitați toată drama pentru o clipă. În schimb, începeți așa cum a făcut Charles Darwin: la ușa dvs.
Cartea lui Darwin Despre originea speciilor, publicată pentru prima dată în 1859, începe prin a cere cititorului să se uite în jur la cele cunoscute. Insule tropicale neexplorate sau junglele îndepărtate, dar curtea și grădina. Acolo, puteți vedea cu ușurință că organismele transmit caracteristicile descendenților lor, schimbând natura acelui organism în timp.
Aceste schimbări de la generație la generație se numesc „descendență cu modificare”
Darwin a evidențiat procesul de cultivare și reproducere. De generații, fermieri și grădinarii au crescut în mod intenționat animale pentru a fi mai mari sau mai puternice, iar plantele pentru a produce mai multe recolte.
Crescătorii funcționează exact așa cum Darwin a imaginat că a funcționat evoluția. Să presupunem că vrei să crești găini care depun mai multe ouă. Mai întâi trebuie să le găsești găini care depun mai multe ouă decât celelalte. Apoi trebuie să clocească ouăle și să se asigure că chi rezultat cks se reproduc. Acești pui ar trebui, de asemenea, să depună mai multe ouă.
Dacă repetați procesul cu fiecare generație, în cele din urmă veți avea găini care depun mult mai multe ouă decât găinile sălbatice. O femelă de pui de junglă – cea mai apropiată rudă sălbatică a puiul de casă – ar putea depune 30 de ouă într-un an, în timp ce găinile de fermă pot produce de zece ori mai multe.
Aceste schimbări de la generație la generație se numesc „descendență cu modificare”.
Cele mai vechi animale domestice ale noastre sunt încă capabile de îmbunătățire sau modificare rapidă
Un pui tânăr va în multe modurile vor fi similare cu părinții săi: va fi recunoscut ca un pui, și cu siguranță nu ca un șoricel, și va fi probabil mai asemănător cu părinții săi decât cu alte pui. Dar nu va fi identic.
„Asta este evoluția”, spune Steve Jones de la University College London din Marea Britanie. „Este o serie de greșeli care se acumulează.”
S-ar putea să credeți că reproducerea poate face doar o fe w se schimbă, dar se pare că nu are sfârșit. „Niciun caz nu este înregistrat cu privire la faptul că o variabilă încetează să mai fie variabilă în timpul cultivării”, a scris Darwin. „Cele mai vechi plante cultivate ale noastre, precum grâul, produc adesea noi soiuri: cele mai vechi animale domestice sunt încă capabile de îmbunătățire sau modificare rapidă.”
Creșterea, a susținut Darwin, este în esență o evoluție sub supravegherea umană.Ne arată că micile schimbări de la generație la generație se pot aduna. „Este inevitabil”, spune Jones. „Este obligat să se întâmple.”
Totuși, este un pas destul de mare de la reproducerea cu grijă a găinilor care depun mai multe ouă până la evoluția naturală a noilor specii. Conform teoriei evoluționiste, aceste găini sunt în cele din urmă descendente de la dinozauri și, dacă te duci mai în spate, de la pești.
Răspunsul este pur și simplu că evoluția durează mult timp pentru a face mari schimbări. , trebuie să te uiți la înregistrări mai vechi. Trebuie să te uiți la fosile.
Fosilele sunt rămășițele unor organisme moarte de mult, conservate în roci. Deoarece rocile sunt așezate în straturi, una deasupra altul, înregistrarea fosilelor este, în general, prezentată în ordine de dată: cele mai vechi fosile se află în partea de jos.
Întotdeauna cred că cel mai convingător caz pentru evoluție este în evidența fosilelor
Executarea în evidența fosilelor arată clar că viața s-a schimbat în timp.
Cele mai vechi fosile din toate sunt rămășițele păcatului organismele celulare gleiforme, cum ar fi bacteriile, cu lucruri mai complicate, cum ar fi animalele și plantele, care apar doar mult mai târziu. Dintre fosilele de animale, peștii apar mult mai devreme decât amfibienii, păsările sau mamiferele. Cele mai apropiate rude ale maimuțelor se găsesc doar în cele mai puțin adânci – mai tinere – roci.
„Mereu cred că cel mai convingător caz de evoluție se află în dosarul fosil”, spune Jones. „Se observă că o pagină din șase din Originea speciilor are legătură cu înregistrarea fosilelor. știam că acesta era un caz de nerefuzat că evoluția a avut loc. „
De unde știm cu adevărat că o specie a evoluat în alta?
Studiind cu atenție fosilele, oamenii de știință au reușit să lege multe specii dispărute cu cele care supraviețuiesc astăzi, indicând uneori că una a coborât din alta.
de exemplu, în 2014 cercetătorii au descris fosilele unui carnivor vechi de 55 de milioane de ani numit Dormaalocyon, care poate fi un strămoș comun al tuturor leilor, tigrilor și urșilor de astăzi. Formele dinților lui Dormaalocyon au dat-o departe.
Totuși, este posibil să nu fiți convins. Animalele respective pot avea toți dinți similari, dar leii, tigrii și Dormaalocionii sunt încă specii distincte. De unde știm cu adevărat că o specie a evoluat în alta?
Înregistrările fosile sunt doar atât de utile aici, deoarece sunt incomplete. „Dacă te uiți la majoritatea înregistrărilor fosile, ceea ce vezi de fapt este o formă care durează destul de mult timpul și apoi următoarea grămadă de fosile pe care le-ați primit este destul de diferită de ceea ce ați avut înainte „, spune Jones.
De asemenea, este posibil să observați evoluția unei specii noi așa cum se întâmplă
Dar pe măsură ce am dezgropat tot mai multe rămășițe, a fost descoperită o bogăție de „fosile de tranziție” . Aceste „verigi lipsă” sunt case la jumătatea distanței dintre speciile familiare.
De exemplu, mai devreme am spus că puii sunt în cele din urmă descendenți din dinozauri. În 2000, o echipă condusă de Xing Xu de la Academia Chineză de Științe a descris un mic dinozaur numit Microraptor, care avea pene asemănătoare păsărilor moderne și ar fi putut să zboare.
De asemenea, este posibil să observăm evoluția unei specii noi așa cum se întâmplă.
În 2009, Peter și Rosemary Grant de la Universitatea Princeton din New Jersey au descris cum a apărut o nouă specie de cinteză pe una din Insulele Galápagos: aceleași insule vizitate de Darwin.
Acest mic grup de păsări formase o nouă specie
În 1981, un singur cintez mediu a ajuns pe o insulă numită Daphne Major. Era neobișnuit de mare și cânta un cântec oarecum diferit păsărilor locale.
A reușit să se reproducă, iar descendenții săi au moștenit trăsăturile sale neobișnuite. După câteva generații, ei au fost izolați reproductiv: au arătat diferit de celelalte păsări și au cântat cântece diferite, deci nu s-au putut reproduce decât între ei. Acest mic grup de păsări formase o nouă specie: „speciase”.
Această nouă specie este doar subtil diferită de strămoșii săi: ciocurile lor sunt diferite și cântă un cântec neobișnuit. Dar este posibil să urmărim schimbări mult mai dramatice pe măsură ce se întâmplă.
Richard Lenski de la Michigan State University este responsabil cu cel mai îndelungat experiment de evoluție al lumii.
Este o demonstrație foarte directă a ideii lui Darwin de adaptare prin selecție naturală
Din 1988, Lenski a a urmărit 12 populații de bacterii Escherichia coli în laboratorul său. Bacteriile sunt lăsate la dispoziția lor în recipiente de depozitare, cu substanțe nutritive pe care să le hrănească, iar echipa lui Lenski îngheță regulat eșantioane mici.
E. coli nu mai sunt la fel ca în 1988.„În toate cele 12 populații, bacteriile au evoluat pentru a crește mult mai repede decât a făcut strămoșul lor”, spune Lenski. Ei s-au adaptat la amestecul specific de substanțe chimice pe care le le dă.
„Este o demonstrație foarte directă a ideii lui Darwin de adaptare prin selecție naturală. Acum, la 20-câțiva ani de la experiment, tipicul descendența crește cu aproximativ 80% mai repede decât a făcut strămoșul. „
În 2008, echipa lui Lenski a raportat că bacteriile au făcut un salt uriaș înainte. Amestecul în care trăiesc include o substanță chimică numită citrat, pe care E . coli nu poate digera. Dar 31.500 de generații în experiment, una dintre cele 12 populații a început să se hrănească cu citrat. Acest lucru ar fi ca și cum oamenii ar dezvolta brusc abilitatea de a mânca coaja de copac.
Toate ființele vii poartă gene, sub formă de ADN
Citratul a fost întotdeauna acolo, spune Lenski, „deci toate populațiile au oportunitatea într-un anumit sens de a evolua abilitatea de a folosi acest lucru … Dar doar una din cele 12 populații și-a găsit drumul pentru a face acest lucru. prelevarea probelor de bacterii s-a dovedit crucială. A reușit să revină prin eșantioane mai vechi și să urmărească modificările care au condus la consumul de citrat de E. coli.
Pentru a face acest lucru, a trebuit să se uite sub capotă. El a folosit un instrument care nu era „disponibil la vremea lui Darwin”, dar care a revoluționat înțelegerea noastră asupra evoluției în ansamblu: genetica.
Toate ființele vii poartă gene, sub formă de ADN.
Genele controlează modul în care un organism crește și se dezvoltă și sunt transmise de la părinte la descendenți. Când un pui mama depune o mulțime de ouă și îi trece acea trăsătură descendenței, o face prin intermediul genelor sale.
Toată viața modernă a coborât dintr-o unic strămoș comun
În secolul trecut oamenii de știință au catalogat genele din diferite specii. Se pare că toate ființele vii stochează informații în ADN-ul lor în același mod: toate folosesc același „cod genetic”.
Mai mult, organismele împărtășesc și multe gene. Mii de gene găsite în ADN-ul uman poate fi, de asemenea, găsit în ADN-ul altor creaturi, inclusiv plante și chiar bacterii.
Aceste două fapte implică faptul că toată viața modernă a coborât dintr-un singur strămoș comun, „ultimul strămoș universal”, care a trăit în urmă cu miliarde de ani.
Prin compararea numărului de gene pe care organismele le împărtășesc, ne putem da seama cum sunt legate. De exemplu, oamenii împărtășesc mai multe gene cu maimuțe precum cimpanzeii și gorilele decât alte animale, la fel ca 96%. Asta sugerează că sunt rudele noastre cele mai apropiate.
Avem un strămoș comun cu cimpanzei
„Încercați să explicați acest lucru în orice alt mod decât faptul că relațiile respective se bazează pe o succesiune de schimbări în timp”, spune Chris Stringer de la Muzeul de Istorie Naturală din L ondon. „Avem un strămoș comun cu cimpanzeii, iar noi și ei am divergut de atunci de la acel strămoș comun.”
Putem folosi și genetică pentru a urmări detaliile schimbărilor evolutive.
„Puteți compara diferite tipuri de bacterii și puteți găsi genele pe care le împărtășesc”, spune Nancy Moran de la Universitatea Texas din Austin. „Odată ce recunoașteți aceste gene… puteți vedea cum au evoluat acestea în diferite tipuri de populații.”
Când Lenski a revenit prin probele sale de E. coli, a descoperit că bacteriile care mănâncă citrat au avut mai multe modificări ale ADN-ului pe care celelalte bacterii nu le-au făcut. Aceste modificări se numesc mutații.
E. coli de Lenski ne arată că evoluția poate da organismelor abilități radical noi
Unele dintre ele se întâmplaseră cu mult înainte ca bacteriile să-și dezvolte noua abilitate. „În sine, nu au conferit abilitatea de a crește pe citrat, ci au pregătit scena pentru mutațiile ulterioare care i-au conferit abilitatea respectivă”, spune Lenski.
Acest lanț complex de evenimente ajută la explicarea de ce doar unul populația a evoluat abilitatea.
De asemenea, ilustrează un punct important despre evoluție. Un anumit pas evolutiv poate părea extrem de puțin probabil, dar dacă există suficiente organisme care sunt împinse pentru a-l lua, probabil că unul dintre ele o va face – și este nevoie doar de unul.
E. coli de Lenski ne arată că evoluția poate oferi organismelor abilități radical noi. Dar evoluția nu întotdeauna îmbunătățește lucrurile. Efectele sale sunt adesea, cel puțin pentru ochii noștri, destul de aleatorii.
Mutațiile care duc la modificări ale unui organism sunt foarte rare în bine, spune Moran. De fapt, majoritatea mutațiilor nu au nici un impact, fie un impact negativ, asupra modului în care funcționează un organism.
Animalele care trăiesc în peșteri întunecate își pierd adesea ochi
Atunci când bacteriile sunt limitate la medii izolate, uneori adună mutații genetice nedorite care sunt transmise direct fiecărei generații.În timp, acest lucru împiedică treptat specia.
„Arată într-adevăr procesul evoluției”, spune Moran. „Nu totul este doar adaptarea și lucrurile se îmbunătățesc, există și acest mare potențial pentru ca lucrurile să se înrăutățească.”
Mai mult, organismele își pierd uneori abilitățile. De exemplu, animalele care trăiesc în peșterile întunecate își pierd de multe ori ochii.
Acest lucru poate părea ciudat. Avem tendința să ne gândim la evoluție ca la un proces de îmbunătățire biologică, a speciilor care se îmbunătățesc și devin mai puțin primitive. Dar acest lucru nu se întâmplă neapărat.
Noțiunea de îmbunătățire poate fi urmărită de un om de știință numit Jean-Baptiste Lamarck, care împingea ideea că organismele evoluează înainte ca Darwin să fie. Contribuțiile sale au fost vitale.
Ce a vrut să spună că vor să se îmbunătățească? Cum ați testa asta?
Dar, spre deosebire de Darwin, Lamarck credea că Organismele au trăit mai bine în mediul lor ca o reacție deliberată la acele medii, ca și cum ar fi în mod inerent dorit să se îmbunătățească.
Teoria lui Lamarck ar spune că girafele au cks pentru că strămoșii lor s-au întins pentru a ajunge la copaci înalți, iar apoi și-au transmis gâturile lungi proaspăt dobândite descendenților lor.
„Darwin a scris despre Lamarck în mod privat și a spus că teoria sa este o prostie completă, este incertificabilă, „spune Jones. „Ce a vrut să spună că vor să se îmbunătățească? Cum ați testa asta?”
Darwin a avut o teorie alternativă: selecția naturală. Oferă o explicație complet diferită pentru „gâturile lungi” ale girafelor.
Imaginați-vă un strămoș al girafelor moderne, ceva asemănător unui cerb sau antilopă. Dacă ar exista o mulțime de copaci înalți în care a trăit acest animal, animalele cu cele mai lungi gâturi ar primi mai multă hrană și ar face mai bine decât cele cu gât mai scurt.
Animalele precum girafele sunt atât de izbitoare, deoarece apar atât de perfect adaptate
După câteva generații, toate animalele ar avea gâtul puțin mai lung decât strămoșii lor. Din nou, cei cu cel mai lung timp ar face cel mai bine, așa că, de-a lungul multor ani, girafele „gâturile se vor îndrepta treptat, deoarece cele cu gât scurt tindeau să nu aibă descendenți.
Mutațiile care stau la baza acestui lucru s-au întâmplat la întâmplare și erau la fel de susceptibile să producă gâturi scurte ca și cele lungi. Dar acele mutații cu gâtul scurt nu au durat.
Animalele precum girafele sunt atât de izbitoare, deoarece apar atât de perfect adaptate. Locuiesc în zone în care copacii sunt înalți și au frunze înalte doar de pe sol. , așa că, bineînțeles, au gâturi lungi pentru a le atinge.
„Genul acesta de imagine este ceea ce încurcă oamenii, cred, pentru că arată atât de perfect, încât pare conceput”, spune Moran. priviți mai aproape, este rezultatul unui lanț lung de mici schimbări. „Vă dați seama, oh, nu este conceput, este de fapt un eveniment ciudat care s-ar fi putut răspândi și ar fi dus la un alt eveniment ciudat.”
Acum avem toate dovezile care, atunci când sunt puse împreună, arată că viața a evoluat.
Evoluția umană a fost întotdeauna un concept dificil pentru unii stomac
Descendența cu modificare, care este cauzată de mutații aleatorii la gene, duce în cele din urmă la schimbări treptate și la formarea de noi specii – o mare parte din conduce ro prin selecție naturală, care elimină acele organisme care sunt mai puțin potrivite mediului lor.
În cele din urmă, să aplicăm toate acestea pentru noi înșine.
Evoluția umană a fost întotdeauna un concept Este dificil pentru unii să-l stomacheze, dar „este imposibil să-i închidem ochii acum, spune Stringer.
Se crede că Homo sapiens a evoluat în Africa înainte de a se răspândi în întreaga lume.
Oamenii de origine europeană și asiatică poartă gene Neanderthal în ADN-ul lor
Rezultatele fosile arată o schimbare treptată de la animale asemănătoare maimuțelor care merg pe patru picioare la creaturi bipede care au dezvoltat treptat creiere mai mari.
Primii oameni care au părăsit Africa încrucișată cu alte specii de hominini, cum ar fi neanderthalii. Drept urmare, oamenii de origine europeană și asiatică poartă gene neandertaline în ADN-ul lor, dar oamenii de origine africană nu se întâmplă.
Toate acestea s-au întâmplat acum mii de ani, dar povestea nu s-a încheiat. încă evoluează.
De exemplu, în anii 1950, un medic britanic numit Anthony Allison studia o tulburare genetică numită anemie falciformă, care este frecventă în unele populații africane. Persoanele cu tulburare au eritrocite deformate , care nu transportă oxigenul în jurul corpului, așa cum ar putea.
Pentru acei oameni, a meritat să poarte mutația falciformă
Allison a descoperit că populațiile din estul Africii erau împărțite în grupuri de oameni care locuiau în zonele joase, care erau predispuși la boală, și oameni care trăiau în zonele de munte, care Nu au fost.
S-a dovedit că persoanele care poartă trăsăturile de seceră au obținut un beneficiu neașteptat. I-a protejat de malarie, care a fost cu adevărat o amenințare doar în zonele joase. Pentru acei oameni, a meritat să poarte mutația falciformă, chiar dacă copiii lor ar putea fi anemici.
În schimb, persoanele care trăiesc în zonele de munte nu erau expuse riscului de malarie. Asta însemna că nu există niciun avantaj în a purta trăsătura de celule falciforme, așa că natura sa, altfel dăunătoare, însemna că a dispărut.
Desigur, există tot felul de întrebări despre evoluție la care încă nu am răspuns .
Strămoșii lor se întorc într-o linie neîntreruptă de peste 3 miliarde de ani
tringer oferă una simplă: care a fost schimbarea genetică care a permis oamenilor să meargă în poziție verticală și de ce a avut această mutație atât de reușită? În prezent nu știm, dar cu mai multe fosile și o genetică mai bună, s-ar putea ca într-o zi. Ceea ce știm este că evoluția este un fapt al naturii. Este baza vieții pe Pământ așa cum o cunoaștem.
Așadar, data viitoare când veți fi afară, indiferent dacă este în grădina dvs. sau la o fermă sau pur și simplu mergeți pe un drum, luați o uită-te la animalele și plantele din jurul tău și gândește-te la modul în care au ajuns cu toții acolo.
Fiecare dintre organismele pe care le vezi, indiferent dacă este „o insectă mică sau un mare elefant mare, este cel mai recent membru al unui antic familie. Strămoșii lor se întorc într-o linie neîntreruptă de peste 3 miliarde de ani, până în zorii vieții în sine. La fel faceți și ale voastre.