ევოლუციის მტკიცებულება: მცენარეთა, ცხოველებისა და სოკოების წარმოშობა

მე -19 საუკუნე ინოვაციური სამეცნიერო აღმოჩენების პერიოდი იყო, რამაც გააფართოვა ადრე არსებული მრავალი თეორია დედამიწისა და კაცობრიობის წარმოშობის შესახებ. 1855 წელს ალფრედ რასელ უოლესი გამოაქვეყნა ევოლუციის თეორიის წინადადება ბუნებრივი გადარჩევის გზით, რასაც მოჰყვა ჩარლზ დარვინის 1859 წელს გამოქვეყნებული ნაშრომი სახეობების წარმოშობის შესახებ.

მრავალწლიანმა მუშაობამ მოიტანა მყარი მტკიცებულებები, რამაც ფართო მოწონება დაიმსახურა ევოლუციის თეორია მსოფლიოს მეცნიერების მიერ.

ბუნებისმეტყველმა ჩარლზ დარვინმა წლების განმავლობაში აანალიზებდა ევოლუციის მტკიცებულებებს, სანამ არ გამოაქვეყნებდა თავის დასკვნებს. მის თეორიაზე დიდი გავლენა მოახდინეს იმ დროის თანამოაზრე მეცნიერებმა, განსაკუთრებით ალფრედ რასელ უოლესმა, ჯეიმს ჰატონმა თომას მალტუსი და ჩარლზ ლაიელი.

ევოლუციის თეორიის თანახმად, ორგანიზმები იცვლებიან და ეგუებიან თავიანთ გარემოს, მემკვიდრეობით მიღებული ფიზიკური და ქცევითი მახასიათებლების შედეგად მშობლებიდან შთამომავლებზე გადადიან.

ევოლუციის დარვინის განმარტება ემყარებოდა განმეორებითი თაობების ნელი და თანდათანობითი ცვლილების იდეას, რომელსაც მან უწოდა ”

ევოლუციის განსაზღვრის მტკიცებულება მნიშვნელოვნად გამომდინარეობს ამაზონის ტროპიკულ ტყეებში უოლესის ბიოგეოგრაფიული კვლევებიდან და გალაპაგოსის ხელუხლებელ კუნძულებზე დარვინის დაკვირვებით. ორივე მკვლევარმა ევოლუციური მტკიცებულება განსაზღვრა, როგორც ცოცხალ ორგანიზმებსა და მათ საერთო წინაპარს შორის კავშირის დამამტკიცებელი საბუთი.

გალაპაგოსის კუნძულებზე საინტერესო აღმოჩენებმა დარვინს საფუძველი მისცა ევოლუციისა და ბუნებრივი გადარჩევის იდეის გასაძლიერებლად. მაგალითად, დარვინმა გალაპაგოსის ფინჯების ბუნებრივი პოპულაციის განსხვავებული წვერის ვარიაციები აღნიშნა და მოგვიანებით გააცნობიერა მისი შედეგების მნიშვნელობა. დარვინმა დაინახა, რომ ფინჩის სხვადასხვა სახეობა წარმოშობით გალაპაგოსში გადასახლებული სამხრეთ ამერიკის სახეობებიდან იყო.

დარვინის დასკვნები დაადასტურა კლიმატოლოგების პიტერ და როზმარი გრანტის მიერ ჩატარებულ ბოლოდროინდელ კვლევებში. გრანტები გალაპაგოსის კუნძულებზე გაემგზავრნენ და დააფიქსირეს, თუ როგორ შეცვალა ტემპერატურის ცვლილებამ საკვების მიწოდება. შესაბამისად, გარკვეული ტიპის სახეობები გარდაიცვალა, ზოგი გადარჩა, მოსახლეობის განსაკუთრებული თვისებების ვარიაციების წყალობით, მაგალითად, მწერების მიღწევის ხანგრძლივი, გამოკვლევითი გადასახადები.

Ბუნებრივი გადარჩევა იწვევს სრულყოფილად გადარჩენას, რაც იმას ნიშნავს, რომ უკეთესად ადაპტირებულ ორგანიზმებს ნაკლებად ადაპტირებულ სახეობებს გამოჰყავთ. შერჩევის წნევის მაგალითებია:

• ხელმისაწვდომი საკვების რაოდენობა
• თავშესაფარი
• Კლიმატის ცვლილება 
• მტაცებლების რაოდენობა 

მემკვიდრეობითი მოდიფიკაციები გროვდება და შეიძლება გამოიწვიოს ახალი სახეობის გაჩენა. დარვინი ამტკიცებდა, რომ ყველა ცოცხალი არსება წარმოიშვა საერთო წინაპრისგან მილიონობით წლის განმავლობაში.

1. ნამარხი მტკიცებულებები

პალეოანთროპოლოგებმა მიაკვლიეს ადამიანის ევოლუციის ისტორიას გაქვავებული ძვლების ანალიზით, რომლებიც აჩვენებს თუ როგორ ნელა შეიცვალა ტვინის ზომა და ფიზიკური სახე. სმიტსონიანის ბუნებრივი ისტორიის ეროვნული მუზეუმის თანახმად, ჰომო საპიენსი (თანამედროვე ადამიანი) პრიმატებია მჭიდროდაა დაკავშირებული აფრიკის დიდ მაიმუნებთან და აქვთ საერთო წინაპარი, რომელიც არსებობდა დაახლოებით 6 – დან 8 მილიონ წლამდე წინ

ნაშთების ჩანაწერებს შეუძლიათ ორგანიზმების დათარიღება გარკვეული დროის პერიოდებიდან და აჩვენონ სხვადასხვა სახეობის ევოლუცია საერთო წინაპრისგან. ნაშთების ჩანაწერები ხშირად ადარებენ ცნობილ ფაქტებს იმ გეოლოგიის შესახებ, სადაც ნაშთები იყო განთავსებული.

2. წინაპრების სახეობების აღმოჩენა

დარვინის ნამარხებზე ნადირობის ლაშქრობამ მნიშვნელოვანი მტკიცებულება მოგვცა ევოლუციისა და გადაშენებული წინაპრების სახეობების არსებობის შესახებ. სამხრეთ ამერიკის შესწავლისას დარვინმა იპოვა გადაშენებული ტიპის ცხენის ნაშთები.

თანამედროვე ამერიკული ცხენების წინაპრები პატარა საძოვარ ცხოველებზე იყვნენ, რომლებსაც თითები ჰქონდათ ფეხზე, რომლებიც საერთო წინაპარს ეზიარნენ მარტორქასთან. მილიონობით წლის განმავლობაში ადაპტაციებში შედის ბრტყელი კბილები ბალახის საღეჭი, გაზრდილი ზომა და ჩლიქები მტაცებლებისგან სწრაფად გასაქცევად.

გარდამავალი ნაშთები შეუძლია გამოავლინოს დაკარგული რგოლები ევოლუციურ ჯაჭვში. მაგალითად, Tiktaalik გვარის აღმოჩენა პოტენციურად გვიჩვენებს თევზის ევოლუციას მიწის ცხოველებად ოთხი კიდურით. გარდა იმისა, რომ გარდამავალი სახეობაა ღორებით, წინაპარი ტიკაალიკიც ამის მაგალითია მოზაიკის ევოლუცია, რაც ნიშნავს, რომ მისი სხეულის ნაწილები სხვადასხვა ტემპებით ვითარდებოდა წყლისგან მიწაზე ადაპტაციის დროს.

3. მცენარეთა სირთულის ზრდა

ბალახი, ხეები და ძლიერი მუხა წარმოიშვა მწვანე წყალმცენარეებისა და ბრიოფიტების ტიპისგან, რომლებიც დაახლოებით 410 მილიონი წლის წინ მოირგეს მიწაში. ნამარხი სპორები ვარაუდობენ, რომ პრიმიტიული წყალმცენარეები ადაპტირებულია მშრალ ჰაერზე მცენარისა და სპორების დამცავი კუტიკულის საფარის შექმნით.

საბოლოოდ, ხმელეთის მცენარეებმა შეიმუშავეს სისხლძარღვთა სისტემა და ფლავონოიდული პიგმენტები მზისგან UV დაცვაზე. რეპროდუქციული სიცოცხლის ციკლი მრავალუჯრედიან მცენარეებსა და სოკოებში უფრო რთული გახდა.

4. Მსგავსი ანატომიური მახასიათებლები

ევოლუციის თეორიას ამყარებს არსებობა ჰომოლოგიური სტრუქტურები, რომლებიც მრავალ სახეობას შორის არის გაზიარებული ფიზიკური ნიშნები, რაც აჩვენებს, რომ ისინი წარმოშობილი არიან საერთო წინაპრისგან.

კიდურთა თითქმის ყველა ცხოველს იგივე სტრუქტურა აქვს, რაც საერთო წინაპრების დივერსიფიკაციამდე საერთო თვისებებს გვთავაზობს. ანალოგიურად, ყველა მწერები იწყება მუცლით, ექვსი ფეხითა და ანტენებით, მაგრამ იქიდან დივერსიფიცირდება უზარმაზარ სახეობებად.

5. გრილები ადამიანის ემბრიონებში

ემბრიოლოგია გთავაზობთ მტკიცებულებებს ევოლუციის თეორიის დასადასტურებლად. ემბრიონის სტრუქტურა, რომელსაც ცოცხალი ორგანიზმები იზიარებენ, პრაქტიკულად იდენტურია საერთო წინაპრის სახეობებს შორის.

მაგალითად, ხერხემლიანთა ემბრიონებს, მათ შორის ადამიანებსაც, კისერზე აქვთ ღრიალის მსგავსი სტრუქტურები, რომლებიც ჰომოლოგიურია თევზის ჟინებით. გარკვეული საგვარეულო მახასიათებლები, როგორიცაა გრილები ემბრიონის ქათამზე, არ ვითარდება ნამდვილ ორგანოდ ან დანამატად.

ემბრიოლოგია გთავაზობთ ევოლუციის თეორიის დამამტკიცებელ მტკიცებულებებს. ემბრიონის სტრუქტურა, რომელსაც ცოცხალი ორგანიზმები იზიარებენ, პრაქტიკულად იდენტურია საერთო წინაპრის სახეობებს შორის.

მაგალითად, ხერხემლიანთა ემბრიონებს, მათ შორის ადამიანებსაც, კისერზე აქვთ ღრიალის მსგავსი სტრუქტურები, რომლებიც ჰომოლოგიურია თევზის ჟინებით. გარკვეული საგვარეულო მახასიათებლები, როგორიცაა გრილები ემბრიონის ქათამზე, არ ვითარდება ნამდვილ ორგანოდ ან დანამატად.

6. კენტი ვესტიგიალური სტრუქტურები

ვესტიგიალური სტრუქტურები არის ევოლუციური ნარჩენები, რომლებიც ემსახურებოდა საერთო წინაპრის მიზანს. მაგალითად, ადამიანის ემბრიონებს განვითარების ადრეულ ეტაპზე აქვს კუდი. კუდი ხდება გაუცნობიერებელი კუდის ძვალი, რადგან კუდის არსებობა არ გამოდგება ადამიანისთვის სასარგებლო მიზანს. სხვა ცხოველების კუდები ეხმარება მათ სხვადასხვა ფუნქციებით, როგორიცაა წონასწორობა და ბუზები.

უკანა ფეხის ძვლების ნარჩენები ბოას შემკვრელებში არის ხვლიკების გველის ევოლუციის დასტური. ზოგიერთ ჰაბიტატში, ყველაზე მოკლე ფეხების მქონე ხვლიკები უფრო მოძრავი და ხილული იქნებოდა. მილიონობით წლის განმავლობაში, ფეხები კიდევ უფრო შემცირდა და თითქმის არ არსებობდა. საერთო ფრაზა, ”გამოიყენე ან დაკარგე” ასევე ეხება ევოლუციურ ცვლილებებს.

7. ბიოგეოგრაფიის კვლევა

ბიოგეოგრაფია არის ბიოლოგიის დარგი, რომელიც მხარს უჭერს დარვინის ევოლუციის თეორიას. ბიოგეოგრაფია უყურებს თუ როგორ ეგუება ორგანიზმების გეოგრაფიული განაწილება მთელს მსოფლიოში სხვადასხვა გარემოს.

გეოგრაფია გადამწყვეტ როლს თამაშობს სპეკტაციებში. დარვინის ფინქები დივერსიფიცირებული იყო ფინჩის წინაპრებისგან მატერიკზე და გალაპაგოსის კუნძულებს შორის მათი ამჟამინდელი გარემოთი მორგებისთვის. ფინიკის წინაპრების სახეობები იყო თესლი მჭამელები, რომლებიც ბუდობდნენ მიწაზე; ამასთან, დარვინის მიერ აღმოჩენილი ფინჯნები ბუდობდა სხვადასხვა ადგილას და იკვებებოდა კაქტუსებით, თესლებით და მწერებით. წვერის ზომა და ფორმა პირდაპირ კავშირშია ფუნქციასთან.

ავსტრალიის მახლობლად მდებარე კენგურუს კუნძული დედამიწაზე ერთ – ერთია იმ ადგილებს შორის, სადაც მარსიანები ყვავის პლაცენტის ძუძუმწოვრებთან და კვერცხუჯრედებთან ერთად. როგორც სახელი გვთავაზობს, მარსელები, როგორიცაა კენგურუ და კოალა, აყვავდებიან და ბევრად აღემატება ადამიანების მცხოვრებლებს.

კუნძულის ავსტრალიის კონტინენტთან განშორების შემდეგ, ფლორა და ფაუნა გადაიქცნენ ქვესახეობებად, რომლებიც ცხოველების მტაცებლებმა არ შეაფერხეს ან კოლონიზაცია მოახდინეს 1800 წლამდე. მეცნიერები ადარებენ და უპირისპირდებიან მატერიკზე არსებულ მცენარეებს, ცხოველებსა და სოკოებს კენგურუს კუნძულზე ნაპოვნ ცხოველებთან, რათა შეიტყონ მეტი ადაპტაციის, ბუნებრივი გადარჩევისა და ევოლუციური ცვლილებების შესახებ.

მცენარეთა და სოკოების შემთხვევითი ვარიაციები ზოგიერთ ორგანიზმს უკეთესად შეეფერებოდა ახალი ტერიტორიის კოლონიზაციას და მათი გენეტიკური კოდის გასწვრივ, რაც ხელს უწყობდა დარვინის ბუნებრივი გადარჩევის თეორიას.

8. ანალოგური ადაპტაცია

ანალოგური ადაპტაცია ხელს უწყობს ბუნებრივი გადარჩევის პროცესს და ევოლუციის თეორიას. ანალოგური ადაპტაცია არის გადარჩენის მექანიზმები, რომლებიც ადაპტირებულია არადაკავშირებული ორგანიზმების მიერ, რომლებიც განიცდიან მსგავსი შერჩევის წნევას.

არქტიკული მელა და პტარმიგანი (პოლარული ფრინველი) სეზონური ფერის ცვლილებებს განიცდიან. არქტიკული მელა და პტარმიგანი აქვთ გენების ვარიაციას, რაც მათ საშუალებას აძლევს უფრო ღია ფერის განვითარება ზამთარი თოვლთან შერწყმა და მშიერი მტაცებლებისთვის თავის არიდება, მაგრამ ეს არ მიუთითებს საერთო წინაპარზე.

9. ადაპტური რადიაცია

ჰავაი კუნძულების ჯაჭვია, სადაც უამრავი სანახაობრივი ფრინველისა და ცხოველის პოვნაა შესაძლებელი, რომლებიც სავარაუდოდ წარმოიშვა აღმოსავლეთ აზიაში ან ჩრდილოეთ ამერიკაში.

ჰავაის თაფლისმჭრელების 56-მდე სხვადასხვა სახეობა განვითარდა მხოლოდ ერთი ან ორი სახეობიდან, რომლებიც შემდეგ კუნძულებზე მდებარე სხვადასხვა მიკროკლიმატებში დასახლდნენ ადაპტაციური გამოსხივებით. ჰავაის თაფლის საწმენდებში არსებული ვარიაციები აჩვენებს იმავე ტიპის წვერის ადაპტაციას, რაც დარვინის ფარფლებს აქვთ.

10. პანგეას შემდგომი სახეობების დივერგენცია

მილიონობით წლის წინ, დედამიწის კონტინენტები ახლოს იყვნენ და შექმნეს სუპერკონტინენტი, რომელსაც პანგეა ერქვა. მსგავსი ორგანიზმების ნახვა მთელ მსოფლიოში შეიძლება. დედამიწის ქერქის ცვალებადმა ფირფიტებმა გამოიწვია პანგეას დაშლა.

ფლორა და ფაუნა განსხვავებულად განვითარდა. მცენარეები, ცხოველები და სოკოები თავდაპირველი ხმელეთიდან განსხვავებულად განვითარდა ახლადშექმნილ კონტინენტებზე. წინაპრების საგვარეულოები ახალ საგვარეულოებად გადაიქცა პანგეას შემდეგ როგორც გეოგრაფიული ცვლილებებისთვის ადაპტირებული ორგანიზმები.

11. დნმ-ის მტკიცებულება

ყველა ცოცხალი ორგანიზმი შედგება უჯრედებისგან, რომლებიც იზრდება, მეტაბოლიზდება და მრავლდება მათი გენეტიკური კოდის შესაბამისად. მთელი ორგანიზმის უნიკალური გეგმა შეიცავს უჯრედის ბირთვულს დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავა (დნმ). ცხოველების, მცენარეთა და სოკოების ამინომჟავების და გენური ვარიანტების დნმ-ის თანმიმდევრობის გამოკვლევა წარმოშობს წინაპრების საგვარეულო და საერთო წინაპრის წარმოდგენას.

დნმ – ს ნაკრებებს შეუძლიათ გამოავლინონ წარმოშობა და დიდი ხნის წინ დაკარგული ნათესავების იდენტიფიცირება ნერწყვის ან ლოყის ტამპონის წარმოდგენილ ნიმუშებში გენეტიკური მასალის შედარების საფუძველზე. ბუნებრივი პოპულაციის გენეტიკური ვარიაცია არის ნორმალური გენების შეცვლის შედეგი სექსუალური რეპროდუქციისა და უჯრედების გაყოფის დროს შემთხვევითი მუტაციების დროს. გამოუსწორებელ შეცდომებს შეიძლება მოჰყვეს ისეთი პრობლემები, როგორიცაა ძალიან ბევრი ან ძალიან ცოტა ქრომოსომა, რასაც გენეტიკური დარღვევები მოჰყვება.

Უფრო ხშირად, მუტაციები არათანმიმდევრულია და არ მოქმედებს გენის რეგულაციაზე ან ცილის სინთეზზე. ზოგჯერ, მუტაცია შეიძლება აღმოჩნდეს ხელსაყრელი ადაპტაცია.

ცოცხალი ორგანიზმების ევოლუციური ისტორია, ადამიანის წარმოშობის ჩათვლით, მილიონობით წლით თარიღდება. ამასთან, შეგიძლიათ იპოვოთ სხვადასხვა სახეობის სწრაფი და სწრაფი ევოლუციის მტკიცებულებები. მაგალითად, ბაქტერიები სწრაფად მრავლდებიან და ვითარდებიან ანტიბიოტიკებისადმი გამძლე გენი.

მწერები, რომლებსაც უკეთ შეუძლიათ წინააღმდეგობა გაუწიონ პესტიციდებს, გადარჩებიან და მრავლდებიან უფრო მაღალი ტემპით.

ბუნებრივი გადარჩევის მაგალითები ცნობადია რეალურ დროში. მაგალითად, ღია ფერის მინერალურ მაუსებს ადვილად ნახავთ სიმინდის მინდორში და ჭამენ მტაცებლები. მოყავისფრო ნაცრისფერი თაგვები უკეთესად ერწყმიან თავიანთ გარემოცვას. შენიღბული შეღებვა აძლიერებს გადარჩენას და გამრავლებას.

ევოლუციურ თეორიას სასარგებლო გამოყენება აქვს სოფლის მეურნეობაში. ჯერ კიდევ გენებისა და დნმ-ის მოლეკულების აღმოჩენამდე, ფერმერები იყენებდნენ შერჩევით გამრავლებას ნათესების ან პირუტყვის ნახირის გასაუმჯობესებლად. ხელოვნური შერჩევის პროცესის საშუალებით მოხდა უკეთესი თვისებების მქონე მცენარეების, ცხოველებისა და სოკოების გადაკვეთა და მოსახლეობის საერთო გაუმჯობესება და იდეალური ჰიბრიდების შექმნა.

ამასთან, ჰიბრიდებს ხშირად აქვთ მცირე ცვალებადობა, რაც საფრთხეს უქმნის სახეობის გადარჩენას, თუ გარემო პირობები შეიცვლება ან დაავადება იჩენს თავს.