Dovezi ale evoluției: originea plantelor, animalelor și ciupercilor

Secolul al XIX-lea a fost o perioadă de descoperiri științifice revoluționare care au răsturnat multe teorii susținute anterior despre originea Pământului și a omenirii. În 1855, Alfred Russell Wallace și-a publicat propunerea de teorie a evoluției prin selecție naturală, urmată de lucrarea publicată de Charles Darwin în 1859 Despre originea speciilor.

Ani de muncă au adunat dovezi convingătoare care au dus la o largă acceptare a teoria evoluției de către cărturari din întreaga lume.

Naturalistul Charles Darwin a petrecut ani de zile analizând dovezile evoluției înainte de a publica descoperirile sale. Teoria sa a fost puternic influențată de erudiții vremii similare, în special Alfred Russell Wallace, James Hutton, Thomas Malthus și Charles Lyell.

Conform teoriei evoluției, organismele se schimbă și se adaptează la mediul lor ca urmare a caracteristicilor fizice și comportamentale moștenite transmise de la părinte la descendenți.

Definiția evoluției lui Darwin s-a centrat pe ideea schimbării lente și treptate pe generații repetate, pe care a numit-o „

Dovezile definiției evoluției se trag foarte mult din studiile biogeografice ale lui Wallace în pădurea tropicală amazoniană și din observațiile lui Darwin asupra curatelor insule Galapagos. Ambii cercetători au definit dovezile evolutive drept dovada unei legături între organismele vii și strămoșul lor comun.

Descoperirile emoționante din Insulele Galapagos i-au oferit lui Darwin o bază solidă pentru apăsarea ideii de evoluție și selecție naturală. De exemplu, Darwin a observat diferite variații ale ciocului în populația naturală a cintezelor din Galapagos și ulterior a ajuns să înțeleagă importanța descoperirilor sale. Darwin a discernut că diferitele specii de cintezi descendeau dintr-o specie sud-americană care migraseră în Galapagos.

Concluziile lui Darwin au fost coroborate în studii recente efectuate de climatologii Peter și Rosemary Grant. Granturile au călătorit în Insulele Galapagos și au documentat modul în care schimbările de temperatură au modificat aprovizionarea cu alimente. În consecință, anumite tipuri de specii au murit, în timp ce altele au supraviețuit, datorită variațiilor specifice ale trăsăturilor în populație, cum ar fi facturile lungi, de sondare, pentru a ajunge la insecte.

Selecție naturală duce la supraviețuirea celor mai potriviți, ceea ce înseamnă că organismele mai bine adaptate depășesc speciile mai puțin adaptate. Exemple de presiuni de selecție includ:

• Cantitatea de alimente disponibile
• Adăpost
• Schimbarea climei 
• Numărul de prădători 

Modificările moștenite se acumulează și pot duce la apariția unei noi specii. Darwin a susținut că toate ființele vii descendeau de la un strămoș comun de-a lungul a milioane de ani.

1. Dovezi fosile

Paleoantropologii au urmărit istoria evoluției umane prin analiza oaselor fosilizate care arată cum dimensiunea creierului și aspectul fizic s-au schimbat încet. Conform Muzeului Național de Istorie Naturală Smithsonian, Homo sapiens (oamenii moderni) sunt primate sunt strâns legate de marile maimuțe din Africa și au un strămoș comun care a existat în jur de 6 până la 8 milioane de ani în urmă.

Înregistrările fosile pot datează organisme din anumite perioade de timp și arată evoluția diferitelor specii dintr-un strămoș comun. Înregistrări fosile sunt adesea comparate cu fapte cunoscute despre geologia zonei în care au fost localizate fosilele.

2. Descoperirea speciilor ancestrale

Drumurile de vânătoare de fosile ale lui Darwin au furnizat dovezi considerabile pentru evoluție și existența speciilor ancestrale dispărute. În timpul explorării Americii de Sud, Darwin a găsit rămășițe ale unui tip de cal dispărut.

Strămoșii cailor americani moderni erau mici animale care pășeau, cu degetele de la picioare, care împărtășeau un strămoș comun cu un rinocer. Adaptările de-a lungul a milioane de ani au inclus dinți plătiți pentru mestecat iarba, dimensiuni crescute și copite pentru a alerga rapid de la prădători.

Fosile de tranziție poate dezvălui verigi lipsă din lanțul evolutiv. De exemplu, descoperirea genului Tiktaalik arată potențial evoluția peștilor în animale terestre cu patru membre. Pe lângă faptul că este o specie de tranziție cu branhii, Tikaalik ancestral este, de asemenea, un exemplu de evoluția mozaicului, adică părțile corpului său au evoluat la ritmuri diferite atunci când s-au adaptat de la apă la uscat.

3. Creșterea complexității plantelor

Iarba, copacii și stejarii puternici au evoluat dintr-un tip de alge verzi și briofite care s-au adaptat la uscat în urmă cu aproximativ 410 milioane de ani. Sporii fosili sugerează că algele primitive s-au adaptat aerului uscat prin dezvoltarea unui strat protector de cuticule pentru plantă și spori.

În cele din urmă, plantele terestre au dezvoltat un sistem vascular și pigmenți flavonoizi pentru protecția UV de la soare. Ciclul de viață al reproducerii la plantele și ciupercile multicelulare a devenit mai complex.

4. Similar Caracteristici anatomice

Teoria evoluției este susținută de existența structuri omoloage, care sunt trăsături fizice comune între mai multe specii, arătând că acestea descendeau de la un strămoș comun.

Aproape toate animalele cu membre au aceeași structură, ceea ce sugerează trăsături comune înainte de a se diversifica de la un strămoș comun. În mod similar, toate insectele încep cu un abdomen, șase picioare și antene, dar se diversifică de acolo într-un număr imens de specii.

5. Brăncile în embrionii umani

Embriologie oferă dovezi puternice care susțin teoria evoluției. Structura embrionară pe care o împărtășesc organismele vii este practic identică între speciile care se întorc la un strămoș comun.

De exemplu, embrionii de vertebrate, inclusiv ființele umane, au structuri asemănătoare branhiei în gât, care sunt omoloage cu branhii peștilor. Anumite caracteristici ancestrale, cum ar fi branhiile unui pui embrionar, nu se dezvoltă într-un organ sau apendice propriu-zis.

Embriologia oferă dovezi puternice care susțin teoria evoluției. Structura embrionară pe care o împărtășesc organismele vii este practic identică între speciile care se întorc la un strămoș comun.

De exemplu, embrionii de vertebrate, inclusiv ființele umane, au structuri asemănătoare branhiei în gât, care sunt omoloage cu branhii peștilor. Anumite caracteristici ancestrale, cum ar fi branhiile unui pui embrionar, nu se dezvoltă într-un organ sau apendice propriu-zis.

6. Structuri vestigiale ciudate

Structuri vestigiale sunt resturi evolutive care au servit unui scop pentru un strămoș comun. De exemplu, embrionii umani au o coadă în stadiile incipiente ale dezvoltării. Coada devine un os de coadă care nu se distinge, deoarece a avea o coadă nu ar servi unui scop util la oameni. Cozile la alte animale îi ajută cu diferite funcții, cum ar fi echilibrul și muștele care se bat.

Vestigiile oaselor picioarelor posterioare din boa constrictori sunt dovezi ale evoluției șopârlelor către șerpi. În unele habitate, șopârlele cu picioarele cele mai scurte ar fi fost mai motile și mai greu de văzut. De-a lungul a milioane de ani, picioarele au devenit și mai scurte și aproape inexistente. Expresia obișnuită, „Folosește-o sau pierde-o” se aplică și schimbărilor evolutive.

7. Cercetări în biogeografie

Biogeografie este o ramură a biologiei care susține teoria evoluției lui Darwin. Biogeografia analizează modul în care distribuția geografică a organismelor din întreaga lume se adaptează la diferite medii.

Geografia joacă un rol esențial în speciație. Cintezele lui Darwin s-au diversificat de la strămoșii cintezilor de pe continent și între insulele Galapagos pentru a se potrivi cu împrejurimile lor actuale. Speciile ancestrale de cinteze erau mâncătoare de semințe care se cuibăreau la sol; cu toate acestea, cintezele descoperite de Darwin s-au cuibărit în diverse locuri și s-au hrănit cu cactus, semințe și insecte. Dimensiunea și forma ciocului direct legate de funcție.

Insula Kangaroo din apropierea Australiei este unul dintre puținele locuri de pe Pământ unde marsupialele înfloresc împreună cu mamifere placentare și monotreme de ouă. După cum sugerează și numele, marsupialii precum cangurii și koala prosperă și depășesc cu mult numărul locuitorilor umani.

După ce insula s-a separat de continentul australian, flora și fauna au evoluat în subspecii netulburate de prădători de animale sau de colonizare până în anii 1800. Oamenii de știință compară și contrastează plantele, animalele și ciupercile continentului cu cele găsite pe Insula Kangaroo pentru a afla mai multe despre adaptare, selecție naturală și schimbări evolutive.

Variațiile aleatorii ale plantelor și ciupercilor au făcut ca unele organisme să fie mai potrivite pentru a coloniza o zonă nouă și a trece de-a lungul codului lor genetic, susținând astfel teoria selecției naturale a lui Darwin.

8. Adaptare analogică

Adaptarea analogă sprijină procesul de selecție naturală și teoria evoluției. Adaptările analogice sunt mecanisme de supraviețuire adaptate de organisme nelegate care se confruntă cu presiuni de selecție similare.

Vulpea arctică fără legătură și ptarmiganul (pasărea polară) trec prin schimbări sezoniere de culoare. Vulpea arctică și ptarmiganul au o variație genică care le permite să dezvolte o culoare mai deschisă în iarna pentru a se amesteca cu zăpada și a se sustrage prădătorilor flămânzi, dar asta nu indică un strămoș comun.

9. Radiații adaptive

Hawaii este un lanț de insule în care se pot găsi multe păsări și animale spectaculoase despre care se crede că provin din Asia de Est sau America de Nord.

Aproximativ 56 de specii diferite de faguri hawaiieni au evoluat din doar una sau două specii, care apoi s-au așezat în diferite microclimate de pe insulă într-un proces numit radiație adaptivă. Variațiile în fagurii hawaiieni arată multe adaptări ale acelui tip de cioc ca și cintezele lui Darwin.

10. Divergența speciilor post-pangea

Cu milioane de ani în urmă, continentele Pământului erau apropiate și formau un supercontinent numit Pangea. Organisme similare ar putea fi găsite peste tot în lume. Plăcile schimbătoare ale scoarței terestre au făcut ca Pangea să se îndepărteze.

Flora și fauna au evoluat diferit. Plantele, animalele și ciupercile din pământul original au evoluat diferit pe continentele nou formate. Linii strămoșești au evoluat în linii noi post-Pangea ca organisme adaptate schimbărilor geografice.

11. Dovada ADN-ului

Toate organismele vii sunt formate din celule care cresc, se metabolizează și se reproduc conform codului lor genetic. Planul unic al unui întreg organism este conținut în nucleul nuclear al celulei acidul dezoxiribonucleic (ADN). Examinând secvențele de ADN ale aminoacizilor și variantele genetice ale animalelor, plantelor și ciupercilor oferă indicii despre descendența ancestrală și un strămoș comun.

Trusele de ADN pot dezvălui strămoși și pot identifica rude pierdute de mult pe baza comparației materialului genetic din probele depuse de salivă sau tampoane de obraz. Varianța genetică într-o populație naturală este rezultatul amestecării genelor normale în reproducerea sexuală și a mutațiilor aleatorii în timpul diviziunii celulare. Greșelile necorectate pot duce la probleme precum prea mulți sau prea puțini cromozomi, ducând la tulburări genetice.

Mai des, mutații sunt inconsecvente și nu afectează reglarea genelor sau sinteza proteinelor. Ocazional, o mutație se poate dovedi o adaptare avantajoasă.

Istoria evolutivă a organismelor vii, inclusiv originile umane, datează de milioane de ani. Cu toate acestea, puteți găsi dovezi ale evoluției rapide și rapide a diferitelor specii. De exemplu, bacteriile se reproduc rapid și evoluează pentru a avea gene rezistente la antibiotice.

Insectele care sunt mai capabile să reziste pesticidelor supraviețuiesc și se reproduc într-un ritm mai mare.

Exemple de selecție naturală sunt recunoscute în timp real. De exemplu, șoarecii de câmp de culoare deschisă sunt ușor de observat într-un câmp de porumb și mâncați de prădători. Șoarecii cenușii maronii sunt mai capabili să se amestece în împrejurimile lor. Colorarea camuflată îmbunătățește supraviețuirea și reproducerea.

Teoria evolutivă are aplicații utile în agricultură. Chiar înainte de descoperirea genelor și a moleculelor de ADN, fermierii foloseau reproducerea selectivă pentru a îmbunătăți culturile sau o turmă de animale. Prin procesul de selecție artificială, plantele, animalele și ciupercile cu calități superioare au fost și sunt încrucișate pentru a îmbunătăți populația generală și a crea hibrizi ideali.

Cu toate acestea, hibrizii au adesea o variabilitate redusă, ceea ce amenință supraviețuirea speciei în cazul în care condițiile de mediu se schimbă sau boli se lovesc.