Докази еволюції: походження рослин, тварин та грибів

XIX століття було часом новаторських наукових відкриттів, які перевернули багато теорій про походження Землі та людства, що існували раніше. У 1855 р. Альфред Рассел Воллес опублікував свою пропозицію теорії еволюції шляхом природного відбору, після чого опублікована робота Чарльза Дарвіна 1859 року Про походження видів.

Роки роботи зібрали переконливі докази, що призвели до широкого визнання теорія еволюції науковцями всього світу.

Натураліст Чарльз Дарвін витратив роки на аналіз доказів еволюції, перш ніж опублікувати свої висновки. На його теорію сильно вплинули однодумці того часу, зокрема Альфред Рассел Воллес, Джеймс Хаттон, Томас Мальтус і Чарльз Лайєлл.

Згідно з теорією еволюції, організми змінюються та пристосовуються до навколишнього середовища в результаті успадкованих фізичних та поведінкових особливостей, що передаються від батьків до нащадків.

Дарвінове визначення еволюції зосереджувалося на ідеї повільних і поступових змін протягом повторюваних поколінь, яку він назвав "

Докази визначення еволюції значною мірою походять із біогеографічних досліджень Уоллеса в тропічному лісі Амазонки та спостережень Дарвіна на незайманих Галапагоських островах. Обидва дослідники визначили еволюційні докази як доказ зв'язку між живими організмами та їхнім спільним предком.

Захоплюючі відкриття на Галапагоських островах дали Дарвіну міцну основу для пропаганди ідеї еволюції та природного відбору. Наприклад, Дарвін зазначив різні варіації дзьобів у природному населенні галапагоських зябликів, а пізніше зрозумів важливість своїх знахідок. Дарвін помітив, що різні види зябликів походять від південноамериканського виду, який мігрував на Галапагоські острови.

Висновки Дарвіна підтвердилися в останніх дослідженнях, проведених кліматологами Пітером і Розмарі Грант. Грантс відправився на Галапагоські острови та задокументував, як зміни температури змінювали запас їжі. Отже, певні типи видів вимерли, а інші вижили завдяки особливим варіаціям ознак у популяції, наприклад, тривалому зондуванню рахунків для досягнення комах.

Природний відбір призводить до виживання найбільш пристосованих, а це означає, що краще пристосовані організми знищують менш пристосовані види. Приклади тиску на вибір включають:

• Кількість доступної їжі
• Укриття
• Зміна клімату 
• Кількість хижаків 

Спадкові модифікації накопичуються і можуть призвести до появи нового виду. Дарвін стверджував, що все живе походить від спільного предка протягом мільйонів років.

1. Викопні докази

Палеоантропологи простежили історію еволюції людини, проаналізувавши скам'янілі кістки, які показують, як розмір мозку та зовнішній вигляд повільно змінювалися. За даними Смітсонівського національного природничого музею, Homo sapiens (сучасні люди) є приматами тісно пов'язані з великими мавпами Африки і мають спільного предка, який існував приблизно від 6 до 8 мільйонів років тому.

Викопні записи можуть датувати організми з певних періодів часу і показувати еволюцію різних видів від спільного предка. Викопні записи часто порівнюють із відомими фактами про геологію району, де знаходились скам'янілості.

2. Відкриття предків

Походи на копалини Дарвіна дали значні докази еволюції та існування вимерлих предків. Досліджуючи Південну Америку, Дарвін знайшов залишки вимерлого типу коней.

Предками сучасних американських коней були дрібні випасаючі тварини з пальцями на ногах, що мали спільного предка з носорогом. Пристосування протягом мільйонів років включало плоскі зуби для жування трави, збільшені розміри та копита для швидкого бігу від хижаків.

Перехідні скам'янілості може виявити відсутні ланки в еволюційному ланцюгу. Наприклад, відкриття роду Tiktaalik потенційно показує еволюцію риб у сухопутних тварин з чотирма кінцівками. Окрім перехідного виду із зябрами, родовий Тікаалік також є прикладом еволюція мозаїки, тобто її частини тіла еволюціонували з різною швидкістю при адаптації від води до суші.

3. Збільшення складності рослин

Трава, дерева та могутні дуби розвинулись із виду зелених водоростей та мохоподібних, які пристосувались до суші приблизно 410 мільйонів років тому. Викопні спори припускають, що примітивні водорості адаптувались до сухого повітря, розробляючи захисне покриття кутикули для рослини та спор.

Зрештою, наземні рослини розробили судинну систему та флавоноїдні пігменти для ультрафіолетового захисту від сонця. Життєвий цикл розмноження у багатоклітинних рослин і грибів ускладнювався.

4. Подібні Анатомічні особливості

Теорія еволюції підкріплена існуванням гомологічні структури, які є спільними фізичними рисами між різними видами, що свідчить про те, що вони походять від спільного предка.

Майже всі кінцівки мають однакову будову, що наводить на думку про спільні риси перед тим, як урізноманітнити загального предка. Подібним чином усі комахи починаються з живота, шести ніжок та вусиків, але звідти урізноманітнюються на величезну кількість видів.

5. Зябра в людських ембріонах

Ембріологія пропонує потужні докази, що підтверджують теорію еволюції. Ембріональна структура, яку ділять живі організми, практично однакова між видами, що повернулися до загального предка.

Наприклад, ембріони хребетних, включаючи людей, мають у шиї схожі на зябро структури, гомологічні рибним зябрам. Однак певні характеристики предків, як зябра на ембріональній курці, не перетворюються на справжній орган чи придаток.

Ембріологія пропонує потужні докази, що підтверджують теорію еволюції. Ембріональна структура, яку ділять живі організми, практично однакова між видами, що повернулися до загального предка.

Наприклад, ембріони хребетних, включаючи людей, мають у шиї схожі на зябро структури, гомологічні рибним зябрам. Однак певні характеристики предків, як зябра на ембріональній курці, не перетворюються на справжній орган чи придаток.

6. Непарні вестигіальні структури

Вестигіальні структури є еволюційними залишками, які служили меті для спільного предка. Наприклад, людські ембріони мають хвіст на ранніх стадіях розвитку. Хвіст стає невідмітною кісткою хвоста, оскільки наявність хвоста не буде корисним для людей. Хвости інших тварин допомагають їм виконувати різні функції, такі як рівновага та біт мух.

Залишки кісток задньої ноги у удавників є свідченням еволюції ящірок до змій. У деяких місцях проживання ящірки з найкоротшими ногами були б більш рухливими і важче їх було побачити. За мільйони років ноги стали ще коротшими і майже не існували. Поширена фраза: «Використовуй або втрачай» також застосовується до еволюційних змін.

7. Дослідження в галузі біогеографії

Біогеографія - це розділ біології, який підтримує теорію еволюції Дарвіна. Біогеографія розглядає, як географічний розподіл організмів у всьому світі адаптується до різних середовищ.

Географія відіграє ключову роль у видоутворенні. Зяблики Дарвіна відрізнялися від предків зябликів на материку та між Галапагоськими островами, щоб відповідати їхньому поточному оточенню. Предками видів зябликів були насінники, які гніздились на землі; проте виявлені Дарвіном зяблики гніздилися в різних місцях і годувались кактусом, насінням та комахами. Розмір і форма дзьоба безпосередньо пов'язані з функцією.

Острів Кенгуру поблизу Австралії - одне з небагатьох місць на Землі, де сумчасті рослини процвітають разом із плацентарними ссавцями та монотремами, що відкладають яйця. Як випливає з назви, сумчасті тварини, такі як кенгуру та коали, процвітають і значно перевершують людських мешканців.

Після відокремлення острова від австралійського континенту флора і фауна еволюціонували до підвиду, не порушеного хижаками тварин або колонізацією до 1800-х років. Вчені порівнюють і протиставляють рослини, тварин та гриби материка тим, що знайдені на острові Кенгуру, щоб дізнатись більше про адаптацію, природний відбір та еволюційні зміни.

Випадкові зміни рослин і грибів зробили деякі організми більш придатними для колонізації нової території та передачі їх генетичного коду, тим самим підтримуючи теорію Дарвіна про природний відбір.

8. Аналогічна адаптація

Аналогічна адаптація надає підтримку процесу природного відбору та теорії еволюції. Аналогічні пристосування - це механізми виживання, адаптовані неспорідненими організмами, що стикаються з подібним тиском відбору.

Не пов’язані між собою песець і пустеля (полярний птах) переживають сезонні зміни кольору. Песець і пустеля мають генні варіації, що дозволяють їм розвивати світліший колір у зима поєднується зі снігом і уникає голодних хижаків, але це не означає спільного предка.

9. Адаптивне випромінювання

Гаваї - це ланцюжок островів, на яких можна знайти безліч вражаючих птахів і тварин, які, як вважають, походять із Східної Азії або Північної Америки.

Близько 56 різних видів гавайських медоносів еволюціонували лише з одного або двох видів, які потім оселилися в різних мікрокліматах на острові в процесі, який називається адаптивним випромінюванням. Варіації гавайських медоносів показують багато подібних пристосувань дзьоба, як і в’юрки Дарвіна.

10. Розбіжність видів після Пангеї

Мільйони років тому земні материки були близько один до одного і утворили суперконтинент під назвою Пангея. Подібні організми можна зустріти у всьому світі. Змінювані плити земної кори спричинили відхід Пангеї на частини.

Флора і фауна еволюціонували по-різному. Рослини, тварини та гриби з початкової суші еволюціонували по-різному на новоутворених континентах. Рідні лінії предків еволюціонували в нові пост-Пангея як організми, пристосовані до географічних змін.

11. Доказ ДНК

Усі живі організми складаються з клітин, які ростуть, метаболізуються та розмножуються відповідно до свого генетичного коду. Унікальний план цілого організму міститься в ядрі клітини дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК). Вивчення послідовностей ДНК амінокислот і варіантів генів тварин, рослин і грибів дає підказки про родовід і спільного предка.

Набори ДНК можуть виявити походження та ідентифікувати давно загублених родичів на основі порівняння генетичного матеріалу в поданих зразках слини або мазків щоки. Генетична дисперсія в природній популяції є результатом нормального перетасування генів при статевому розмноженні та випадкових мутацій під час поділу клітин. Невиправлені помилки можуть призвести до таких проблем, як занадто багато або занадто мало хромосом, що призведе до генетичних порушень.

Частіше, мутації не мають значення і не впливають на регуляцію генів або синтез білка. Іноді мутація може виявитися вигідною адаптацією.

Еволюційна історія живих організмів, включаючи походження людини, налічує мільйони років. Однак ви можете знайти докази швидкого та швидкого розвитку різних видів. Наприклад, бактерії швидко розмножуються та еволюціонують, отримуючи гени стійкості до антибіотиків.

Комахи, які краще протистоять пестицидам, виживають і розмножуються з більшою швидкістю.

Приклади природного відбору можна впізнати в режимі реального часу. Наприклад, польових мишей світлого кольору легко помітити на кукурудзяному полі та з’їсти хижаками. Коричнево-сірі миші краще вливаються в своє оточення. Камуфльоване забарвлення покращує виживання та розмноження.

Еволюційна теорія має корисне застосування в сільському господарстві. Ще до того, як були відкриті гени та молекули ДНК, фермери використовували селективне розведення для поліпшення врожаю або поголів’я худоби. У процесі штучного відбору рослини, тварини та гриби з вищими якостями були схрещені та покращені для загальної популяції та створення ідеальних гібридів.

Однак гібриди часто мають незначну мінливість, що загрожує виживанню виду, якщо змінюються умови навколишнього середовища або страждають хвороби.