ჩარლზ დარვინი იყო კრეაციონისტი და გაწვრთნილი ნატურალისტი და გეოლოგი. 1830-იან წლებში ოკეანეში მოგზაურობის დროს დარვინის მიერ გალაპაგოსის კუნძულებზე ცხოველებსა და მცენარეების ცხოვრებაზე დაკვირვებამ მას ევოლუციის თეორიის შემუშავებაში უბიძგა. მან იდეა გამოაქვეყნა 20 წლის განმავლობაში, მისი გამოქვეყნების გარეშე, მანამ ალფრედ რასელ უოლესი, რომელმაც დამოუკიდებლად მოიფიქრა იგივე იდეები, დაარწმუნა ის, რომ იგი მსოფლიოში გაეზიარებინა.
მათ თავიანთი დასკვნები ერთად წარუდგინეს სამეცნიერო საზოგადოებას, მაგრამ დარვინის წიგნი ამ თემაზე გაცილებით უკეთ გაიყიდა. მას დღემდე ბევრად უკეთესად ახსენებენ, ხოლო უოლესი ძირითადად დაივიწყა ფართო საზოგადოებამ.
ევოლუციური ბიოლოგია
ჩარლზ დარვინი და ალფრედ რასელ უოლესმა მსოფლიოს 1800-იანი წლების შუა პერიოდში გააცნეს თავიანთი თეორიები ევოლუციის შესახებ. Ბუნებრივი გადარჩევა არის ევოლუციის მამოძრავებელი ძირითადი მექანიზმი და ევოლუცია შეიძლება დაიყოს ორ ქვეტიპად:
- მაკროევოლუცია
- მიკროევოლუცია
ეს ორი ტიპი ერთი და იგივე სპექტრის სხვადასხვა ბოლოა. ორივე მათგანი აღწერს მუდმივ გენეტიკურ ცვლილებებს, რომლებიც ხდება ცოცხალ სახეობებში გარემოს საპასუხოდ, მაგრამ განსხვავებულად.
მაკროევოლუცია ეხება მოსახლეობის დიდ ცვლილებებს დროის ძალიან დიდი პერიოდის განმავლობაში, მაგალითად, სახეობა, რომელიც განშტოებულია ორ ცალკეულ სახეობად. მიკროევოლუცია ეხება მცირე მასშტაბის ევოლუციურ პროცესს, რომლის დროსაც ხდება პოპულაციის გენოფონდის ცვლილება მოკლე პერიოდში, როგორც წესი, ბუნებრივი გადარჩევის შედეგად.
ევოლუციის განმარტება
ევოლუცია ხანგრძლივი პერიოდის განმავლობაში სახეობის ეტაპობრივი შეცვლაა. თავად დარვინმა არ გამოიყენა ტერმინი ევოლუცია, არამედ გამოიყენა ფრაზა „დაღმართი მოდიფიკაციით”თავის 1859 წელს გამოცემულ წიგნში, რომელიც ევოლუციის კონცეფციას აცნობს მსოფლიოს,” ბუნების შერჩევის საშუალებით სახეობების წარმოშობის შესახებ ”.
Ბუნებრივი გადარჩევა მოქმედებს ერთდროულად სახეობის მთელ პოპულაციაზე და იღებს მრავალ თაობას, ათასობით ან მილიონობით წლის განმავლობაში.
იდეა იყო, რომ ზოგიერთი გენური მუტაცია უპირატესობას ანიჭებს სახეობის გარემოს; სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ისინი ეხმარებიან მის მფლობელ შთამომავლებს, უკეთესად გააკეთონ გადარჩენა და გამრავლება. ეს მზარდი სიხშირით გადადის მანამ, სანამ მუტაცირებული გენის მქონე შთამომავლები აღარ იქნებიან იგივე სახეობები, მუტაცია.
მიკროევოლუცია მაკროევოლუციის პროცესები
მიკროევოლუცია და მაკროევოლუცია ორივე ევოლუციის ფორმაა. ორივეს ერთნაირი მექანიზმები ამოძრავებს. ბუნებრივი შერჩევის გარდა, ეს მექანიზმები მოიცავს:
- ხელოვნური შერჩევა
- მუტაცია
- გენეტიკური დრიფტი
- გენის ნაკადი
მიკროევოლუცია გულისხმობს ევოლუციურ ცვლილებებს სახეობებში (ან სახეობის ერთ პოპულაციაში) შედარებით მოკლე პერიოდში. ცვლილებები ხშირად ახდენს გავლენას მხოლოდ პოპულაციის ერთ მახასიათებელზე, ან გენების მცირე ჯგუფზე.
მაკროევოლუცია ხდება ძალიან ხანგრძლივი დროის განმავლობაში, მრავალი თაობის განმავლობაში. მაკროევოლუცია ეხება სახეობების ორ სახეობად გადაყოფას ან ახალი ტაქსონომიური კლასიფიკაციის ჯგუფების ჩამოყალიბებას.
მუტაციები, რომლებიც ქმნიან ახალ გენებს
მიკროევოლუცია ხდება მაშინ, როდესაც ხდება ცვლილება გენში ან გენებში, რომლებიც აკონტროლებენ ცალკეულ ორგანიზმში ერთ თვისებას. ეს ცვლილება, როგორც წესი, მუტაციაა, რაც ნიშნავს, რომ ეს არის შემთხვევითი ცვლილება, რომელიც ხდება განსაკუთრებული მიზეზის გარეშე. მუტაცია არ იძლევა რაიმე უპირატესობას, სანამ იგი არ გადავა შთამომავლებს.
როდესაც ეს მუტაცია შთამომავლობას ცხოვრებაში უპირატესობას ანიჭებს, შედეგი ის არის, რომ შთამომავლებს უკეთ აქვთ ჯანმრთელი შთამომავლობის ატანა. შემდეგი თაობის იმ შთამომავლებს, რომლებიც მემკვიდრეობით მიიღებენ გენურ მუტაციას, ასევე ექნებათ უპირატესობა და მათ უფრო მეტი ჯანმრთელი შთამომავლობა ეყოლებათ და ნიმუში გაგრძელდება.
ბუნებრივი vs. ხელოვნური შერჩევა
ხელოვნური შერჩევა აქვს მკვეთრად მსგავსი შედეგები ბუნების გადარჩევასთან დაკავშირებული სახეობების პოპულაციაში. სინამდვილეში, დარვინი იცნობდა ხელოვნური სელექციის გამოყენებას სოფლის მეურნეობაში და სხვა ინდუსტრიებში და ამ მექანიზმმა შთააგონა მისი წარმოდგენა ბუნებაში ანალოგური პროცესის შესახებ.
ორივე პროცესი მოიცავს სახეობის ფორმირებას გენომი გარე ძალების საშუალებით. სადაც ბუნებრივი გადარჩევის გავლენაა ბუნებრივი გარემო და აყალიბებს თვისებებს, რომლებიც საუკეთესოდ არის ადაპტირებული გადარჩენისა და წარმატებით გამრავლებისთვის, ხელოვნური შერჩევა არის ევოლუცია, რომელსაც ადამიანი ახდენს გავლენას მცენარეებზე, ცხოველებზე და სხვა ორგანიზმებზე.
ადამიანები იყენებდნენ ხელოვნურ შერჩევას ათასწლეულების განმავლობაში, ცხოველების სხვადასხვა სახეობის შინაური მოშინაურების მიზნით, დაწყებული მგელიდან (რომელიც, ერთხელ მოშინაურებულია, განშტოებულია ძაღლად, ცალკე სახეობად) და აგრძელებს მხეცებს და სხვა პირუტყვს, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ტრანსპორტირება ან საკვები.
ადამიანებმა გამოიყვანეს მხოლოდ ცხოველები, რომლებსაც თავიანთი მიზნისთვის ყველაზე სასურველი თვისებები გააჩნდათ და ამას იმეორებდნენ თითოეულ თაობაში. ეს გაგრძელდა მანამ, სანამ, მაგალითად, მათი ცხენები მორჩილი და ძლიერი იყვნენ, ხოლო ძაღლები იყვნენ მეგობრული, გამოცდილი სანადირო პარტნიორები და არ აფრთხილებდნენ ადამიანებს მომავალი საფრთხეების შესახებ.
ადამიანებმა ასევე გამოიყენეს ხელოვნური შერჩევა მცენარეებზე, ჯვარედინი მცენარეები, სანამ ისინი არ გამკაცრდებოდნენ, უკეთესი მოსავლიანობა და გამართლებული იქნებოდა სხვა სასურველი მახასიათებლები, რომლებიც შეიძლება არ შეესაბამებოდეს ბუნებას, რომელიც თანდათანობით უბიძგებდა მცენარეებს მიმართ. ხელოვნური შერჩევა ხდება უფრო სწრაფად, ვიდრე ბუნებრივი შერჩევა, თუმცა ეს ყოველთვის ასე არ არის.
გენეტიკური დრეიფი და გენური ნაკადი
მცირე პოპულაციაში, განსაკუთრებით მიუწვდომელ გეოგრაფიულ არეალში, როგორიცაა კუნძული ან ხეობა, ამ ხელსაყრელმა მუტაციამ შეიძლება შედარებით სწრაფად მოახდინოს გავლენა სახეობის პოპულაციაზე. მალე უპირატესობით მოსიარულე შთამომავლობა მოსახლეობის უმეტესობა იქნება. ამ მიკროევოლუციურ ცვლილებებს ეწოდება გენეტიკური დრეიფი.
როდესაც მოსახლეობის მცირე რაოდენობის მქონე მოსახლეობა ექვემდებარება ახალ პიროვნებებს, რომლებსაც ახლები მოაქვთ ალელები (რომანის მუტაციები) გენოფონდში, მოსახლეობის შედარებით სწრაფი ცვლილება ეწოდება გენის ნაკადი. პოპულაციის გენეტიკური მრავალფეროვნების გაზრდის შედეგად, სახეობა შეიძლება გახდეს ორ ახალ სახეობად დაყოფის ალბათობა.
მიკროევოლუციის რამდენიმე მაგალითი
მიკროევოლუციის მაგალითი იქნება ნებისმიერი თვისება, რომელიც შედარებით მოკლე ხანში ეცნობება მცირე მოსახლეობას პერიოდის განმავლობაში, შემთხვევითი გენეტიკური დრეიფის ან ახალი ინდივიდების დანერგვისას, რომლებსაც აქვთ ახალი გენეტიკური შემადგენლობა მოსახლეობა.
მაგალითად, შეიძლება არსებობდეს ალელი, რომელიც უზრუნველყოფს ფრინველის გარკვეულ სახეობებს თვალების შეცვლას, რაც საშუალებას აძლევს მას ჰქონდეს შორ მანძილზე უკეთესი მხედველობის სიმახვილე, ვიდრე თანატოლებს. ყველა ფრინველს, ვინც ამ ალელს მემკვიდრეობით იღებს, შეუძლია დაადგინოს ჭიები, კენკრა და სხვა საკვები წყაროები უფრო შორს და უფრო დიდი სიმაღლიდან ვიდრე სხვა ფრინველები.
მათ უკეთ აქვთ საზრდოობა და შეუძლიათ დატოვონ ბუდე სანადიროდ და საკვებად მცირე დროით, სანამ მტაცებლებისგან უსაფრთხოებას დაუბრუნდნენ. ისინი გადარჩებიან მრავლდებიან უფრო ხშირად ვიდრე სხვა ფრინველები; ალელის სიხშირე იზრდება პოპულაციაში, რაც იწვევს ამ სახეობის მეტ ფრინველს მკვეთრი საქალაქთაშორისო ხედვით.
კიდევ ერთი მაგალითია ბაქტერიული ანტიბიოტიკების წინააღმდეგობა. ანტიბიოტიკი კლავს ყველა ბაქტერიულ უჯრედს, გარდა იმ უჯრედებისა, რომლებიც არ რეაგირებენ მის ეფექტზე. თუ ბაქტერიის იმუნიტეტი იყო ა მემკვიდრეობითობა ანტიბიოტიკებით მკურნალობის შედეგი იყო ის, რომ იმუნიტეტი გადაეცა ბაქტერიული უჯრედების მომდევნო თაობას და ისინიც მდგრადია ანტიბიოტიკის მიმართ.