Evolūcijas pierādījumi: augu, dzīvnieku un sēņu izcelsme

19. gadsimts bija revolucionāru zinātnisku atklājumu laiks, kas atbalstīja daudzus iepriekš teorijas par Zemes un cilvēces izcelsmi. 1855. gadā Alfrēds Rasels Voless publicēja savu priekšlikumu par evolūcijas teoriju dabiskās atlases veidā, kam sekoja Čārlza Darvina 1859. gadā publicētais darbs Par sugu izcelsmi.

Gadu darbs apkopoja pārliecinošus pierādījumus, kas ļāva plaši atzīt evolūcijas teorija ko veic zinātnieki visā pasaulē.

Dabaszinātnieks Čārlzs Darvins gadiem ilgi analizēja evolūcijas pierādījumus, pirms publicēja savus atklājumus. Viņa teoriju ļoti ietekmēja tā laika domājošie zinātnieki, īpaši Alfrēds Rasels Voless, Džeimss Hatons, Tomass Maltuss un Čārlzs Ljels.

Saskaņā ar evolūcijas teoriju organismi mainās un pielāgojas savai videi, pateicoties iedzimtām fiziskām un uzvedības īpašībām, kas nodotas vecākiem no vecākiem pēcnācējiem.

Darvina evolūcijas definīcija koncentrējās uz ideju par lēnām un pakāpeniskām pārmaiņām vairākās paaudzēs, ko viņš sauca par

Pierādījumi par evolūcijas definīciju lielā mērā ir iegūti no Wallace bioģeogrāfiskajiem pētījumiem Amazones lietus mežā un Darvina novērojumiem par senatnīgajām Galapagu salām. Abi pētnieki definēja evolūcijas pierādījumus kā pierādījumu saiknei starp dzīvajiem organismiem un viņu kopīgajiem priekštečiem.

Aizraujošie atklājumi Galapagu salās nodrošināja Darvinam stabilu pamatu evolūcijas un dabiskās atlases idejas nospiešanai. Piemēram, Darvins atzīmēja dažādas knābja variācijas dabiskajā Galapagu finču populācijā un vēlāk saprata savu atklājumu nozīmi. Darvins saprata, ka dažādas žubīšu sugas cēlušās no Dienvidamerikas sugām, kas migrējušas uz Galapagu salām.

Darvina secinājumus apstiprināja nesenie klimatologu Pētera un Rozmarija Grantu veiktie pētījumi. Grants devās uz Galapagu salām un dokumentēja, kā temperatūras izmaiņas izmaina pārtikas piegādi. Līdz ar to daži sugu veidi nomira, bet citi izdzīvoja, pateicoties īpašām atšķirībām populācijā, piemēram, gariem zondēšanas rēķiniem, lai sasniegtu kukaiņus.

Dabiskā izlase noved pie visizcilākā izdzīvošanas, kas nozīmē, ka labāk pielāgojušies organismi izceļ mazāk pielāgotas sugas. Atlases spiediena piemēri:

• Pieejamās pārtikas daudzums
• Patversme
• Klimata izmaiņas 
• Plēsēju skaits 

Mantotās modifikācijas uzkrājas un var izraisīt jaunas sugas parādīšanos. Darvins apgalvoja, ka visa dzīvā radība miljoniem gadu laikā cēlusies no kopēja priekšteča.

1. Fosilie pierādījumi

Paleoantropologi ir izsekojuši cilvēka evolūcijas vēsturi, analizējot pārakmeņojušos kaulus, kas parāda, kā lēnām mainījās smadzeņu lielums un fiziskais izskats. Pēc Smitsona Nacionālā dabas vēstures muzeja datiem, Homo sapiens (mūsdienu cilvēki) ir primāti cieši saistīts ar Āfrikas pērtiķiem, un viņiem ir kopīgs sencis, kas pastāvēja apmēram 6 līdz 8 miljonus gadu pirms.

Fosilie ieraksti var datēt organismus no noteiktiem laika periodiem un parādīt dažādu sugu attīstību no kopēja priekšteča. Fosilie ieraksti bieži tiek salīdzināti ar zināmiem faktiem par tās teritorijas ģeoloģiju, kurā atradās fosilijas.

2. Senču sugu atklāšana

Darvina fosilo medību pārgājieni sniedza ievērojamus pierādījumus evolūcijai un izmirušo senču sugu esamībai. Izpētot Dienvidameriku, Darvins atrada izmirušu zirgu atliekas.

Mūsdienu amerikāņu zirgu senči bija mazi ganību dzīvnieki ar pirkstiem uz kājām, kuriem bija kopīgs sencis ar degunradzi. Pielāgošanās miljoniem gadu laikā ietvēra plakanos zobus zāles košļāšanai, palielinātu izmēru un nagus, lai ātri palaistu plēsējus.

Pārejas fosilijas var atklāt trūkstošās saites evolūcijas ķēdē. Piemēram, Tiktaalik ģints atklāšana potenciāli parāda zivju evolūciju par sauszemes dzīvniekiem ar četrām ekstremitātēm. Senču Tikaalik ir ne tikai pārejas suga ar žaunām, bet arī piemērs mozaīkas evolūcija, kas nozīmē, ka tās ķermeņa daļas attīstījās dažādos ātrumos, pielāgojoties no ūdens uz zemi.

3. Augu sarežģītības palielināšana

Zāle, koki un varenie ozoli attīstījās no tāda veida zaļajām aļģēm un bryophytes, kas pielāgojās zemei ​​apmēram pirms 410 miljoniem gadu. Fosilās sporas liek domāt, ka primitīvas aļģes pielāgojas sausajam gaisam, izstrādājot augu un sporu aizsargājošu kutikulu pārklājumu.

Galu galā sauszemes augi izveidoja asinsvadu sistēmu un flavonoīdu pigmentus UV aizsardzībai pret sauli. Reproduktīvais dzīves cikls daudzšūnu augos un sēnēs kļuva sarežģītāks.

4. Līdzīgi Anatomiskās īpašības

Evolūcijas teoriju apstiprina homoloģiskas struktūras, kas ir kopīgas fiziskas īpašības starp vairākām sugām, parādot, ka tās cēlušās no kopēja priekšteča.

Gandrīz visiem ekstremitāšu dzīvniekiem ir vienāda struktūra, kas liecina par kopīgām iezīmēm, pirms viņi atšķiras no kopēja priekšteča. Līdzīgi visi kukaiņi sākas ar vēderu, sešām kājām un antenām, bet dažādojas no turienes milzīgā daudzumā.

5. Žaunas cilvēka embrijos

Embrioloģija piedāvā spēcīgus pierādījumus, kas atbalsta evolūcijas teoriju. Embriju struktūra, kas ir kopīga dzīvajiem organismiem, sugām, kas atgriežas pie kopēja priekšteča, ir praktiski identiska.

Piemēram, mugurkaulnieku, tostarp cilvēku, embrijiem kaklā ir žaunām līdzīgas struktūras, kas ir homoloģiskas ar zivju žaunām. Tomēr dažas senču īpašības, piemēram, žaunām uz embrija vistas, neizveidojas par faktisku orgānu vai piedēkli.

Embrioloģija piedāvā spēcīgus pierādījumus, kas atbalsta evolūcijas teoriju. Embriju struktūra, kas ir kopīga dzīvajiem organismiem, sugām, kas atgriežas pie kopēja priekšteča, ir praktiski identiska.

Piemēram, mugurkaulnieku, tostarp cilvēku, embrijiem kaklā ir žaunām līdzīgas struktūras, kas ir homoloģiskas ar zivju žaunām. Tomēr dažas senču īpašības, piemēram, žaunām uz embrija vistas, neizveidojas par faktisku orgānu vai piedēkli.

6. Nepāra vestigiālās struktūras

Vestigiālās struktūras ir evolūcijas pārpalikumi, kas kalpoja mērķim kopējam senčam. Piemēram, cilvēka embrijiem agrīnā attīstības stadijā ir aste. Aste kļūst par neatšķiramu astes kaulu, jo astes iegūšana cilvēkiem nederētu nekādu lietderīgu mērķi. Citu dzīvnieku astes palīdz viņiem veikt dažādas funkcijas, piemēram, līdzsvaru un mušu slaucīšanu.

Boa savilcēju aizmugurējo kāju kaulu paliekas liecina par ķirzaku evolūciju par čūskām. Dažos biotopos ķirzakas ar īsākajām kājām būtu bijušas kustīgākas un grūtāk saskatāmas. Miljonu gadu laikā kājas kļuva vēl īsākas un gandrīz nemaz nebija. Izplatītā frāze “Lieto vai zaudē” attiecas arī uz evolūcijas izmaiņām.

7. Pētījumi bioģeogrāfijā

Bioģeogrāfija ir bioloģijas nozare, kas atbalsta Darvina evolūcijas teoriju. Bioģeogrāfijā tiek aplūkots, kā organismu ģeogrāfiskais sadalījums visā pasaulē pielāgojas dažādām vidēm.

Ģeogrāfijai ir galvenā loma speciācijā. Darvina žubītes dažādoja no žubīšu senčiem kontinentālajā daļā un starp Galapagu salām, lai tās atbilstu viņu pašreizējai apkārtnei. Senču žubīšu sugas bija sēklu ēdāji, kas ligzdoja uz zemes; tomēr Darvina atklātie žubīši ligzdoja dažādās vietās un barojās ar kaktusu, sēklām un kukaiņiem. Knābja izmērs un forma, kas tieši saistīta ar funkciju.

Kenguru sala netālu no Austrālijas ir viena no nedaudzajām vietām uz Zemes, kur plaukstošie ziedi plaukst kopā ar placentas zīdītājiem un olu dēšanas monotrēmām. Kā norāda nosaukums, marsi, piemēram, ķenguri un koalas, plaukst un ievērojami pārsniedz cilvēku iemītniekus.

Pēc salas atdalīšanas no Austrālijas kontinenta flora un fauna pārtapa pasugās, kuras līdz 1800. gadiem netraucēja dzīvnieku plēsēji vai kolonizācija. Zinātnieki salīdzina un salīdzina kontinentālās daļas augus, dzīvniekus un sēnes ar tiem, kas atrodami Kangaru salā, lai uzzinātu vairāk par adaptāciju, dabisko atlasi un evolucionārajām izmaiņām.

Nejaušas augu un sēņu variācijas padarīja dažus organismus labāk piemērotus jauna apgabala kolonizēšanai un to ģenētiskā koda izplatīšanai, tādējādi atbalstot Darvina dabiskās atlases teoriju.

8. Analogiska pielāgošanās

Analogā adaptācija sniedz atbalstu dabiskās atlases procesam un evolūcijas teorijai. Analogie pielāgojumi ir izdzīvošanas mehānismi, kurus pielāgo nesaistīti organismi, kuriem ir līdzīgs atlases spiediens.

Nesaistītā arktiskā lapsa un ptarmigan (polārais putns) iziet sezonālas krāsas izmaiņas. Arktiskajai lapsai un ptarmiganam ir gēnu variācijas, kas ļauj tām gaišāk attīstīties ziema, lai saplūst ar sniegu un izvairītos no izsalkušajiem plēsējiem, taču tas neliecina par kopīgu senču.

9. Adaptīvais starojums

Havaju salas ir salu ķēde, kur var atrast daudz iespaidīgu putnu un dzīvnieku, kas, domājams, radušies Austrumāzijā vai Ziemeļamerikā.

Apmēram 56 dažādas Havaju medus vīģu sugas attīstījās tikai no vienas vai divām sugām, kuras pēc tam salā apmetās dažādos mikroklimatos procesā, ko sauc par adaptīvo starojumu. Havaju salu medību vīnu variācijas parāda daudz tāda paša veida knābju adaptāciju kā Darvina žubītes.

10. Pēcpangea sugu novirze

Pirms miljoniem gadu Zemes kontinenti atradās tuvu viens otram un izveidoja superkontinentu ar nosaukumu Pangea. Līdzīgus organismus varēja atrast visā pasaulē. Zemes garozas mainīgās plāksnes izraisīja Pangea novirzīšanos.

Flora un fauna attīstījās atšķirīgi. Sākotnējās zemes augi, dzīvnieki un sēnes jaunizveidotajos kontinentos attīstījās atšķirīgi. Senču cilts attīstījās jaunās līnijās pēcpangea kā organismi, kas pielāgojušies ģeogrāfiskām izmaiņām.

11. DNS pierādījums

Visus dzīvos organismus veido šūnas, kas aug, metabolizējas un vairojas atbilstoši to ģenētiskajam kodam. Šūnas kodolā ir unikāls visa organisma plāns dezoksiribonukleīnskābe (DNS). Pārbaudot dzīvnieku, augu un sēņu aminoskābju un gēnu variantu DNS sekvences, tiek dota norāde uz senču cilti un kopēju priekšteču.

DNS komplekti var atklāt senču un identificēt sen pazudušos radiniekus, pamatojoties uz ģenētiskā materiāla salīdzinājumu iesniegtajos siekalu vai vaigu tamponu paraugos. Ģenētiskā dispersija dabiskā populācijā ir rezultāts normālai gēnu sajaukšanai dzimum reprodukcijā un nejaušām mutācijām šūnu dalīšanās laikā. Nelabotas kļūdas var izraisīt tādas problēmas kā pārāk daudz vai pārāk maz hromosomu, kā rezultātā rodas ģenētiski traucējumi.

Biežāk, mutācijas nav nozīmes un neietekmē gēnu regulāciju vai olbaltumvielu sintēzi. Reizēm mutācija var izrādīties izdevīga adaptācija.

Dzīvo organismu evolūcijas vēsture, ieskaitot cilvēku izcelsmi, aizsākās miljoniem gadu. Tomēr jūs varat atrast pierādījumus par dažādu sugu ātru un ātru attīstību. Piemēram, baktērijas ātri vairojas un attīstās, iegūstot antibiotiku rezistences gēnus.

Kukaiņi, kas labāk spēj pretoties pesticīdiem, izdzīvo un vairojas ar lielāku ātrumu.

Dabiskās atlases piemēri ir atpazīstami reāllaikā. Piemēram, gaišās lauka peles ir viegli pamanāmas kukurūzas laukā, un plēsēji tās apēd. Brūnganpelēkas peles labāk spēj iekļūt apkārtnē. Maskētas krāsas uzlabo izdzīvošanu un vairošanos.

Evolūcijas teorijai lauksaimniecībā ir noderīgi pielietojumi. Pat pirms gēnu un DNS molekulu atklāšanas lauksaimnieki izmantoja selektīvo selekciju, lai uzlabotu labību vai lopu ganāmpulku. Mākslīgās selekcijas procesā tika krustoti un tiek krustoti augi, dzīvnieki un sēnes ar izcilām īpašībām, lai uzlabotu kopējo populāciju un radītu ideālus hibrīdus.

Tomēr hibrīdiem bieži ir maz mainīguma, kas apdraud sugas izdzīvošanu, ja mainās vides apstākļi vai notiek slimības.