Charles Darwin kreacionista, képzett természettudós és geológus volt. Az 1830-as évek óceánjárása során Darwin megfigyelései az állatok és növények életéről a Galapagos-szigetek között arra késztették, hogy fejlessze evolúcióelméletét. 20 évig ragaszkodott az ötlethez anélkül, hogy közzétette volna Alfred Russel Wallace, aki önállóan ugyanazokkal az ötletekkel állt elő, meggyőzte, hogy ossza meg velük a világot.
Együtt mutatták be eredményeiket a tudományos közösségnek, de Darwin erről a témáról szóló könyve sokkal jobban fogyott. A mai napig sokkal jobban emlékszik rá, míg Wallace-t a nagyközönség többnyire elfelejtette.
Evolúciós biológia
Charles Darwin és Alfred Russel Wallace az 1800-as évek közepén ismertette a világgal az evolúció elméleteit. Természetes kiválasztódás az evolúciót vezérlő elsődleges mechanizmus, és az evolúció két altípusra osztható:
- Makroevolúció
- Mikroevolúció
Ez a két típus ugyanazon spektrum különböző végei. Mindkettő az élő fajokban bekövetkező állandó genetikai változást írja le a környezetre reagálva, de nagyon különböző módon.
Makroevolúció nagyon hosszú időn át tartó nagy populációváltozásokkal foglalkozik, mint például egy faj, amely két külön fajra ágazik szét. Mikroevolúció egy kis léptékű evolúciós folyamatra utal, amelynek során egy populáció génállománya rövid idő alatt megváltozik, általában a természetes szelekció eredményeként.
Az evolúció meghatározása
Evolúció egy faj fokozatos változása hosszú időn keresztül. Darwin maga nem az evolúció kifejezést használta, hanem a „ereszkedés módosítással”Című, 1859-ben megjelent könyvében, amely bevezette a világot az evolúció fogalmába:„ A fajok eredetéről a természetes szelekció eszközeivel ”.
Természetes kiválasztódás egy faj teljes populációjára hat egyszerre, és sok generációba telik, sok ezer vagy millió év alatt.
Az ötlet az volt, hogy egyes génmutációkat előnyben részesít egy faj környezete; más szavakkal, segítik a birtokukban lévő utódokat abban, hogy jobb munkát végezzenek a túlélésben és a szaporodásban. Ezek egyre gyakrabban adódnak tovább, amíg a mutált gén utódai már nem ugyanazok a fajok, mint az eredeti egyedek a mutáció.
Mikroevolúció vs. Makroevolúciós folyamatok
A mikroevolúció és a makroevolúció egyaránt az evolúció formája. Mindkettőt ugyanazok a mechanizmusok vezérlik. A természetes szelekció mellett ezek a mechanizmusok a következőket tartalmazzák:
- Mesterséges szelekció
- Mutáció
- Genetikai sodródás
- Génáramlás
A mikroevolúció egy fajon (vagy egy faj egyetlen populációján) belüli viszonylag rövid ideig tartó evolúciós változásokra utal. A változások gyakran csak a populáció egyetlen tulajdonságát vagy egy kis géncsoportot érintenek.
A makroevolúció nagyon hosszú ideig, sok generáción keresztül zajlik. A makroevolúció egy faj két fajra történő szétválasztására vagy új taxonómiai osztályozási csoportok kialakítására utal.
Új géneket létrehozó mutációk
A mikroevolúció akkor következik be, amikor változás történik egy olyan génnel vagy génekkel, amelyek egyetlen tulajdonságot vezérelnek egy adott szervezetben. Ez a változás tipikusan mutáció, vagyis véletlenszerű változás, amely különösebb ok nélkül történik. A mutáció addig nem nyújt semmilyen előnyt, amíg át nem adják az utódoknak.
Amikor ez a mutáció előnyt jelent az utódoknak az életben, az eredmény az, hogy az utódok jobban képesek egészséges utódokat elviselni. Azok az utódok a következő generációból, akik öröklik a génmutációt, szintén előnyben lesznek, és nagyobb valószínűséggel lesznek egészséges utódok, és a mintázat folytatódik.
Természetes vs. Mesterséges kiválasztás
Mesterséges szelekció a fajok populációjánál a természeti szelekcióhoz hasonlóan hasonló eredményekkel jár. Valójában Darwin ismerte a mesterséges szelekció alkalmazását a mezőgazdaságban és más iparágakban, és ez a mechanizmus inspirálta a természetben lejátszódó analóg folyamat felfogását.
Mindkét folyamat magában foglalja egy faj genom külső erőkön keresztül. Ahol a természetes szelekció hatása a természetes a túléléshez és a sikeres szaporodáshoz legjobban alkalmazkodó tulajdonságokat alakítja ki, a mesterséges szelekció az evolúció, amelyet az emberek befolyásolnak a növényeken, állatokon és más szervezeteken.
Az emberek évezredek óta használják a mesterséges szelekciót a különféle állatfajok honosítása érdekében, kezdve a farkassal (amely egyszer háziasítva, elágazva a kutyába, külön faj) és folytatva teherállatokkal és egyéb állatokkal, amelyek felhasználhatók szállítás vagy étel.
Az emberek csak azokat az állatokat tenyésztették, akik rendelkeznek a céljuk szempontjából legkívánatosabb tulajdonságokkal, és ezt nemzedékenként megismételték. Ezt addig folytatták, amíg például lovaik engedelmesek és erősek voltak, kutyáik pedig barátságos, ügyes vadászpartnerek voltak, és figyelmeztették az embereket a fenyegetésekre.
Az emberek mesterséges szelekciót is alkalmaztak a növényeken, keresztezték a növényeket, amíg azok keményebbek voltak, jobb hozamúak és tarthatók voltak egyéb kívánatos tulajdonságok, amelyek esetleg nem egyeznek meg a természetes környezettel, fokozatosan vezették volna a növényeket felé. A mesterséges szelekció általában sokkal gyorsabban történik, mint a természetes szelekció, bár ez nem mindig így van.
Genetikai sodródás és génáramlás
Kis populációban, különösen egy elérhetetlen földrajzi területen, például egy szigeten vagy egy völgyben, ez az előnyös mutáció viszonylag gyorsan hatással lehet a faj populációjára. Hamarosan az előnyös utódok lesznek a lakosság többsége. Ezeket a mikroevolúciós változásokat nevezzük genetikai sodródás.
Amikor egy kis egyedszámú populáció ki van téve új egyéneknek, akik újat hoznak allélek (új mutációk) a génállományhoz, a populáció viszonylag gyors változását nevezzük génáramlás. A populáció genetikai sokféleségének növelésével kevésbé valószínű, hogy a faj két új fajra válik szét.
Néhány mikroevolúciós példa
A mikroevolúció példája lehet minden olyan tulajdonság, amely viszonylag rövid idő alatt behatol egy kis populációba időszakban, véletlenszerű genetikai sodródással vagy új, új genetikai felépítésű egyének bevezetésével a népesség.
Például létezhet olyan allél, amely egy bizonyos madárfaj számára olyan változást biztosít a szemében, amely lehetővé teszi számára, hogy a távolsági látásélessége jobb legyen, mint társai. Minden madár, aki örökli ezt az allélt, képes a távolabbi és nagyobb magasságból észlelni a férgeket, bogyókat és más táplálékforrásokat, mint a többi madár.
Jobban táplálkoznak, és képesek rövid időre elhagyni a fészket vadászatra és takarmányozásra, mielőtt visszatérnek a ragadozók biztonságába. A többi madárnál gyakrabban szaporodnak, a az allél frekvenciája növekszik populációban, ami több faj madárhoz vezet, éles távolsági látással.
Egy másik példa a bakteriális antibiotikum rezisztencia. Az antibiotikum megöli az összes baktérium sejtet, kivéve azokat, amelyek nem reagálnak a hatására. Ha a baktérium immunitása a öröklődő tulajdonság, akkor az antibiotikum-kezelés eredménye az volt, hogy az immunitás átterjedt a baktériumsejtek következő generációjára, és ők is ellenállóak lesznek az antibiotikummal szemben.