Ο 19ος αιώνας ήταν μια εποχή πρωτοποριακών επιστημονικών ανακαλύψεων που υποστήριζαν πολλές προηγούμενες θεωρίες σχετικά με την προέλευση της Γης και της ανθρωπότητας. Το 1855, Άλφρεντ Ράσελ Γουάλας δημοσίευσε την πρότασή του για μια θεωρία της εξέλιξης μέσω της φυσικής επιλογής, ακολουθούμενη από το έργο του Charles Darwin το 1859 Σχετικά με την προέλευση των ειδών.
Χρόνια εργασίας συγκέντρωσαν συναρπαστικά στοιχεία που οδήγησαν σε ευρεία αποδοχή του θεωρία της εξέλιξης από μελετητές σε όλο τον κόσμο.
Η θεωρία της εξέλιξης του Δαρβίνου
Ο φυσιοδίφης Charles Darwin πέρασε χρόνια αναλύοντας τα στοιχεία της εξέλιξης προτού δημοσιεύσει τα ευρήματά του. Η θεωρία του επηρεάστηκε σε μεγάλο βαθμό από ομοϊδεάτες μελετητές της εποχής, ιδιαίτερα από τον Alfred Russell Wallace, τον James Hutton, Thomas Malthus και Τσαρλς Λάιελ.
Σύμφωνα με τη θεωρία της εξέλιξης, οι οργανισμοί αλλάζουν και προσαρμόζονται στο περιβάλλον τους ως αποτέλεσμα των κληρονομικών φυσικών και συμπεριφορικών χαρακτηριστικών που μεταδίδονται από τον γονέα στον απόγονο.
Ο ορισμός της εξέλιξης του Δαρβίνου επικεντρώθηκε στην ιδέα της αργής και σταδιακής αλλαγής σε επαναλαμβανόμενες γενιές, την οποία ονόμασε «κατάβαση με τροποποίηση" Πρότεινε ότι ο μηχανισμός της εξέλιξης ήταν φυσική επιλογή. Οι παρατηρήσεις του Δαρβίνου τον οδήγησαν στο συμπέρασμα ότι οι διαφορές χαρακτηριστικών σε έναν πληθυσμό παρέχουν σε ορισμένους ζωντανούς οργανισμούς ένα ανταγωνιστικό πλεονέκτημα για επιβίωση και αναπαραγωγή.
Τι είναι η εξελικτική απόδειξη;
Τα στοιχεία του ορισμού της εξέλιξης αντλούνται σε μεγάλο βαθμό από τις βιογεωγραφικές μελέτες του Wallace στο τροπικό δάσος του Αμαζονίου και από τις παρατηρήσεις του Δαρβίνου στα παρθένα νησιά Γκαλαπάγκος. Και οι δύο ερευνητές καθόρισαν τα εξελικτικά στοιχεία ως απόδειξη της σχέσης μεταξύ των ζωντανών οργανισμών και του κοινού προγόνου τους.
Συναρπαστικές ανακαλύψεις στα Νησιά Γκαλαπάγκος έδωσαν στον Δαρβίνο μια σταθερή βάση για να πιέσει την ιδέα της εξέλιξης και της φυσικής επιλογής. Για παράδειγμα, ο Δαρβίνος σημείωσε διαφορετικές παραλλαγές ράμματος εντός του φυσικού πληθυσμού των σπίνων του Γκαλαπάγκος και αργότερα κατάλαβε τη σημασία των ευρημάτων του. Ο Δαρβίνος διαπίστωσε ότι τα διαφορετικά είδη σπίνων προέρχονταν από ένα είδος της Νότιας Αμερικής που είχε μεταναστεύσει στο Γκαλαπάγκος.
Τα συμπεράσματα του Δαρβίνου επιβεβαιώθηκαν σε πρόσφατες μελέτες που διεξήχθησαν από τους κλιματολόγους Peter και Rosemary Grant. Οι Grants ταξίδεψαν στα Νησιά Γκαλαπάγκος και τεκμηρίωσαν πώς οι αλλαγές στη θερμοκρασία άλλαξαν την προσφορά τροφίμων. Κατά συνέπεια, ορισμένοι τύποι ειδών πέθαναν, ενώ άλλοι επέζησαν, χάρη στις ιδιαίτερες διακυμάνσεις των χαρακτηριστικών του πληθυσμού, όπως οι μακροχρόνιες δοκιμασίες για την επίτευξη εντόμων.
Τι είναι η φυσική επιλογή;
ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗ οδηγεί στην επιβίωση του καταλληλότερου, που σημαίνει ότι οι καλύτερα προσαρμοσμένοι οργανισμοί ξεπερνούν τα λιγότερο προσαρμοσμένα είδη. Παραδείγματα πιέσεων επιλογής περιλαμβάνουν:
- Ποσό διαθέσιμου φαγητού
- Καταφύγιο
- Κλιματική αλλαγή
- Αριθμός αρπακτικών
Οι κληρονομικές τροποποιήσεις συσσωρεύονται και μπορούν να οδηγήσουν στην εμφάνιση ενός νέου είδους. Ο Ντάργουιν υποστήριξε ότι όλα τα ζωντανά πλάγια προέρχονταν από έναν κοινό πρόγονο για εκατομμύρια χρόνια
Έντεκα λόγοι για τους οποίους η εξέλιξη είναι πραγματική
1. Απολιθώματα
Οι παλαιοανθρωπολόγοι έχουν εντοπίσει την ιστορία της ανθρώπινης εξέλιξης αναλύοντας τα απολιθωμένα οστά που δείχνουν πώς το μέγεθος του εγκεφάλου και η φυσική εμφάνιση άλλαξαν αργά. Σύμφωνα με το Εθνικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας Smithsonian, οι Homo sapiens (σύγχρονοι άνθρωποι) είναι πρωτεύοντες συνδέεται στενά με τους μεγάλους πιθήκους της Αφρικής και μοιράζεται έναν κοινό πρόγονο που υπήρχε περίπου 6 έως 8 εκατομμύρια χρόνια πριν.
Τα απολιθώματα μπορούν να χρονολογήσουν τους οργανισμούς από συγκεκριμένες χρονικές περιόδους και να δείξουν την εξέλιξη διαφορετικών ειδών από έναν κοινό πρόγονο. Απολιθώματα Συχνά συγκρίνονται με γνωστά γεγονότα σχετικά με τη γεωλογία της περιοχής όπου βρίσκονταν τα απολιθώματα.
2. Ανακάλυψη προγονικών ειδών
Τα απολιθώματα του Δαρβίνου έδωσαν σημαντικές αποδείξεις για την εξέλιξη και την ύπαρξη εξαφανισμένων προγονικών ειδών. Εξερευνώντας τη Νότια Αμερική, ο Ντάργουιν βρήκε ερείπια ενός εξαφανισμένου τύπου αλόγου.
Οι πρόγονοι των σύγχρονων αμερικανικών αλόγων ήταν μικρά ζώα που βόσκουν με τα δάχτυλα στα πόδια τους που μοιράζονταν έναν κοινό πρόγονο με έναν ρινόκερο. Οι προσαρμογές άνω των εκατομμυρίων ετών περιελάμβαναν επίπεδα δόντια για μάσημα γρασιδιού, αυξημένο μέγεθος και οπλές για γρήγορη εκτέλεση από θηρευτές.
Μεταβατικά απολιθώματα μπορεί να αποκαλύψει λείπουν συνδέσμους στην εξελικτική αλυσίδα. Για παράδειγμα, η ανακάλυψη του γένους Tiktaalik δείχνει δυνητικά την εξέλιξη των ψαριών σε χερσαία ζώα με τέσσερα άκρα. Εκτός από το ότι είναι ένα μεταβατικό είδος με βράγχια, το προγονικό Tikaalik είναι επίσης ένα παράδειγμα εξέλιξη μωσαϊκού, που σημαίνει ότι τα μέρη του σώματός του εξελίχθηκαν με διαφορετικούς ρυθμούς όταν προσαρμόστηκαν από το νερό στη γη.
3. Αύξηση της πολυπλοκότητας των φυτών
Η χλόη, τα δέντρα και οι δυνατές βελανιδιές εξελίχθηκαν από έναν τύπο πράσινων φυκών και βρυόφυτων που προσαρμόστηκαν στην προσγείωση πριν από περίπου 410 εκατομμύρια χρόνια. Τα ορυκτά σπόρια υποδηλώνουν ότι τα πρωτόγονα φύκια προσαρμόζονται στον ξηρό αέρα αναπτύσσοντας μια προστατευτική επίστρωση επιδερμίδας για το φυτό και τα σπόρια.
Τελικά, τα επίγεια φυτά ανέπτυξαν ένα αγγειακό σύστημα και χρωστικές φλαβονοειδών για προστασία από τον ήλιο από τον ήλιο. Ο αναπαραγωγικός κύκλος ζωής σε πολυκύτταρα φυτά και μύκητες έγινε πιο περίπλοκος.
4. Παρόμοιος Ανατομικά χαρακτηριστικά
Η θεωρία της εξέλιξης ενισχύεται από την ύπαρξη του ομόλογες δομές, τα οποία είναι κοινά φυσικά χαρακτηριστικά μεταξύ πολλαπλών ειδών, δείχνοντας ότι κατάγονται από έναν κοινό πρόγονο.
Σχεδόν όλα τα ζώα με άκρα έχουν την ίδια δομή, η οποία υποδηλώνει κοινά χαρακτηριστικά πριν διαφοροποιηθεί από έναν κοινό πρόγονο. Ομοίως, όλα τα έντομα ξεκινούν με κοιλιά, έξι πόδια και κεραίες, αλλά διαφοροποιούνται από εκεί σε τεράστιο αριθμό ειδών.
5. Βράγχια σε ανθρώπινα έμβρυα
Εμβρυολογία προσφέρει ισχυρά στοιχεία που υποστηρίζουν τη θεωρία της εξέλιξης. Η εμβρυϊκή δομή που μοιράζονται οι ζωντανοί οργανισμοί είναι σχεδόν ταυτόσημη μεταξύ των ειδών που επιστρέφουν σε έναν κοινό πρόγονο.
Για παράδειγμα, τα έμβρυα των σπονδυλωτών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, έχουν δομές που μοιάζουν με βραγχιά στο λαιμό που είναι ομόλογες με τα βράγχια ψαριών. Ωστόσο, ορισμένα προγονικά χαρακτηριστικά όπως τα βράγχια σε ένα εμβρυϊκό κοτόπουλο δεν εξελίσσονται σε πραγματικό όργανο ή προσάρτημα.
Η εμβρυολογία προσφέρει ισχυρά στοιχεία που υποστηρίζουν τη θεωρία της εξέλιξης. Η εμβρυϊκή δομή που μοιράζονται οι ζωντανοί οργανισμοί είναι σχεδόν ταυτόσημη μεταξύ των ειδών που επιστρέφουν σε έναν κοινό πρόγονο.
Για παράδειγμα, τα έμβρυα των σπονδυλωτών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, έχουν δομές που μοιάζουν με βραγχιά στο λαιμό που είναι ομόλογες με τα βράγχια ψαριών. Ωστόσο, ορισμένα προγονικά χαρακτηριστικά όπως τα βράγχια σε ένα εμβρυϊκό κοτόπουλο δεν εξελίσσονται σε πραγματικό όργανο ή προσάρτημα.
6. Περίεργες προθάλαμες δομές
Υπόλοιπες 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 αδιάκριτο οστό της ουράς επειδή η ουρά δεν θα εξυπηρετούσε κανένα χρήσιμο σκοπό στον άνθρωπο. Οι ουρές σε άλλα ζώα τους βοηθούν με διαφορετικές λειτουργίες όπως ισορροπία και μύγες.
Τα υπολείμματα των οστών του οπίσθιου ποδιού σε σφιγκτήρες boa είναι απόδειξη της εξέλιξης των σαυρών στα φίδια. Σε ορισμένους οικότοπους, οι σαύρες με τα κοντότερα πόδια θα ήταν πιο κινητές και πιο δύσκολες. Πάνω από εκατομμύρια χρόνια, τα πόδια έγιναν ακόμη πιο κοντά και σχεδόν ανύπαρκτα. Η κοινή φράση «Χρησιμοποιήστε το ή χάστε το» ισχύει επίσης για την εξελικτική αλλαγή.
7. Έρευνα στη βιογεωγραφία
Βιογεωγραφία είναι ένας κλάδος της βιολογίας που υποστηρίζει τη θεωρία της εξέλιξης του Δαρβίνου. Η βιογεωγραφία εξετάζει πώς η γεωγραφική κατανομή των οργανισμών σε όλο τον κόσμο προσαρμόζεται σε διαφορετικά περιβάλλοντα.
Η γεωγραφία παίζει καθοριστικό ρόλο στην κερδοσκοπία. Τα σπίτια του Ντάργουιν διαφοροποιούνται από τους προγόνους των σπίνων στην ηπειρωτική χώρα και μεταξύ των Νήσων Γκαλαπάγκος για να ταιριάζουν στο τρέχον περιβάλλον τους. Τα προγονικά είδη σπίνων ήταν τρώγοντες σπόρων που φωλιζόταν στο έδαφος. Ωστόσο, οι σπίνοι που ανακάλυψε ο Δαρβίνος φωλιάστηκαν σε διάφορα μέρη και τρέφονταν με κάκτο, σπόρους και έντομα. Μέγεθος και σχήμα ράμφος που σχετίζεται άμεσα με τη λειτουργία.
Το νησί καγκουρό κοντά στην Αυστραλία είναι ένα από τα λίγα μέρη στη Γη, όπου τα marsupials ευδοκιμούν μαζί με πλακούντα θηλαστικά και μονομερή ωοτοκίας. Όπως υποδηλώνει το όνομα, οι μαρσιποφόροι όπως τα καγκουρό και τα κοάλα ευδοκιμούν και ξεπερνούν κατά πολύ τους ανθρώπινους κατοίκους.
Αφού το νησί διαχωρίστηκε από την αυστραλιανή ήπειρο, η χλωρίδα και η πανίδα εξελίχθηκαν σε υποείδη που δεν διαταράχθηκαν από αρπακτικά ζώα ή αποικισμό μέχρι το 1800. Οι επιστήμονες συγκρίνουν και αντιπαραβάλλουν τα φυτά, τα ζώα και τους μύκητες της ηπειρωτικής χώρας με εκείνα που βρέθηκαν στο νησί καγκουρό για να μάθουν περισσότερα σχετικά με την προσαρμογή, τη φυσική επιλογή και την εξελικτική αλλαγή.
Τυχαίες παραλλαγές στα φυτά και τους μύκητες έκαναν ορισμένους οργανισμούς πιο κατάλληλους για να αποικίσουν μια νέα περιοχή και να περάσουν κατά μήκος του γενετικού τους κώδικα, υποστηρίζοντας έτσι τη θεωρία της φυσικής επιλογής του Δαρβίνου.
8. Αναλογική προσαρμογή
Η αναλογική προσαρμογή υποστηρίζει τη διαδικασία της φυσικής επιλογής και τη θεωρία της εξέλιξης. Οι ανάλογες προσαρμογές είναι μηχανισμοί επιβίωσης που προσαρμόζονται από άσχετους οργανισμούς που αντιμετωπίζουν παρόμοιες πιέσεις επιλογής.
Η άσχετη αρκτική αλεπού και η πτερμίνα (πολικό πουλί) περνούν από εποχιακές αλλαγές χρώματος. Η Αρκτική αλεπού και το ptarmigan έχουν μια παραλλαγή γονιδίων που τους επιτρέπει να αναπτύξουν ένα ελαφρύτερο χρώμα στο το χειμώνα για να ταιριάξει με το χιόνι και να αποφύγει τους πεινασμένους αρπακτικούς, 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 χαβανέζικων μελισσοκόμων εξελίχθηκαν από ένα ή δύο είδη, τα οποία στη συνέχεια εγκαταστάθηκαν σε διαφορετικά μικροκλίματα στο νησί σε μια διαδικασία που ονομάζεται προσαρμοστική ακτινοβολία. Οι παραλλαγές στη Χαβάη μελισσοκόμοι δείχνουν πολλές από τις ίδιες μορφές προσαρμογής ράμφος με τους σπίνους του Δαρβίνου.
10. Απόκλιση ειδών μετά την Pangea
Πριν από εκατομμύρια χρόνια, οι ηπείροι της Γης ήταν κοντά μεταξύ τους και σχημάτισαν μια υπερήπειρο που ονομάζεται Pangea. Παρόμοιοι οργανισμοί θα μπορούσαν να βρεθούν σε όλο τον κόσμο. Οι πλάκες αλλαγής του φλοιού της Γης προκάλεσαν την Pangea να απομακρυνθεί.
Η χλωρίδα και η πανίδα εξελίχθηκαν διαφορετικά. Τα φυτά, τα ζώα και οι μύκητες από την αρχική ξηρά εξελίχθηκαν διαφορετικά στις νεοσύστατες ηπείρους. Οι προγονικές γενεές 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 σχεδιάγραμμα ενός ολόκληρου οργανισμού περιέχεται στο πυρηνικό του κυττάρου δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA). Η εξέταση των αλληλουχιών DNA των αμινοξέων και των γονιδιακών παραλλαγών ζώων, φυτών και μυκήτων δίνει ενδείξεις για την καταγωγή των προγόνων και έναν κοινό πρόγονο.
Τα κιτ DNA μπορούν να αποκαλύψουν την καταγωγή και να αναγνωρίσουν συγγενείς που έχουν χάσει πολύ καιρό με βάση τη σύγκριση γενετικού υλικού σε υποβληθέντα δείγματα σάλιου ή μάγουλων. Η γενετική διακύμανση σε έναν φυσικό πληθυσμό είναι το αποτέλεσμα φυσιολογικής ανακατεύθυνσης γονιδίων στη σεξουαλική αναπαραγωγή και τυχαίων μεταλλάξεων κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης. Τα μη διορθωμένα λάθη μπορεί να οδηγήσουν σε προβλήματα όπως πάρα πολλά ή πολύ λίγα χρωμοσώματα, με αποτέλεσμα γενετικές διαταραχές.
Πιο συχνά, μεταλλάξεις δεν έχουν σημασία και δεν επηρεάζουν τη γονιδιακή ρύθμιση ή τη σύνθεση πρωτεϊνών. Περιστασιακά, μια μετάλλαξη μπορεί να αποδειχθεί πλεονεκτική προσαρμογή.
Το να βλέπεις πιστεύει
Η εξελικτική ιστορία των ζωντανών οργανισμών, συμπεριλαμβανομένης της ανθρώπινης προέλευσης, χρονολογείται εκατομμύρια χρόνια. Ωστόσο, μπορείτε να βρείτε στοιχεία για γρήγορη και γρήγορη εξέλιξη διαφορετικών ειδών. Για παράδειγμα, τα βακτήρια αναπαράγονται γρήγορα και εξελίσσονται για να έχουν γονίδια ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά.
Τα έντομα που είναι καλύτερα σε θέση να αντισταθούν στα φυτοφάρμακα επιβιώνουν και αναπαράγονται με υψηλότερο ρυθμό.
Παραδείγματα φυσικής επιλογής είναι αναγνωρίσιμα σε πραγματικό χρόνο. Για παράδειγμα, τα ανοιχτόχρωμα ποντίκια πεδίου εντοπίζονται εύκολα σε ένα χωράφι και τρώγονται από αρπακτικά. Τα καφέ γκρι ποντίκια είναι καλύτερα σε θέση να αναμειχθούν στο περιβάλλον τους. Ο καμουφλαρισμένος χρωματισμός ενισχύει την επιβίωση και την αναπαραγωγή.
Εμπορικές Εφαρμογές της Θεωρίας του Δαρβίνου
Η εξελικτική θεωρία έχει χρήσιμες εφαρμογές στη γεωργία. Ακόμα και πριν ανακαλυφθούν γονίδια και μόρια DNA, οι αγρότες χρησιμοποίησαν επιλεκτική αναπαραγωγή για τη βελτίωση των καλλιεργειών ή ενός κοπαδιού. Μέσα από τη διαδικασία της τεχνητής επιλογής, φυτά, ζώα και μύκητες με ανώτερες ιδιότητες ξεπεράστηκαν για να βελτιώσουν τον συνολικό πληθυσμό και να δημιουργήσουν ιδανικά υβρίδια.
Ωστόσο, τα υβρίδια συχνά έχουν μικρή μεταβλητότητα, η οποία απειλεί την επιβίωση του είδους εάν αλλάξουν οι περιβαλλοντικές συνθήκες ή προσβληθούν ασθένειες.