4 DZĪVU BŪTŅU EVOLŪCIJAS PIERĀDĪJUMI - BIOLOĢIJA - 2025

Par evolūcijas pierādījumi veido virkni testu, lai apstiprinātu izmaiņas procesu pagājušo reizi bioloģisko iedzīvotāju gadā. Šie pierādījumi nāk no dažādām disciplīnām, sākot no molekulārās bioloģijas līdz ģeoloģijai.

Visā bioloģijas vēsturē tika izstrādāta virkne teoriju, kas mēģināja izskaidrot sugu izcelsmi. Pirmais no tiem ir fiksistu teorija, kuru izstrādājuši vairāki domātāji un kas celta no Aristoteļa laikiem. Saskaņā ar šo ideju kopumu sugas tika izveidotas patstāvīgi un kopš to radīšanas sākuma nav mainījušās.

Avots: pixabay.com

Pēc tam tika izstrādāta transformatoru teorija, kas, kā norāda nosaukums, liecina par sugu pārveidošanos laika gaitā. Pēc pārveidotāju domām, kaut arī sugas tika izveidotas atsevišķos pasākumos, tās laika gaitā ir mainījušās.

Visbeidzot, mums ir evolūcijas teorija, kas papildus ierosinājumam, ka sugas laika gaitā ir mainījušās, apsver kopīgu izcelsmi.

Šos divus postulātus organizēja britu naturālists Čārlzs Darvins, nonākot pie secinājuma, ka dzīvās būtnes cēlušās no senčiem, kas ir ļoti atšķirīgas no tām, un to savstarpēji saista kopīgi senči.

Pirms Dārvina laika galvenokārt tika izmantota fiksistu teorija. Šajā kontekstā dzīvnieku pielāgošana tika iecerēta kā dievišķa prāta radīšana konkrētam mērķim. Tādējādi putniem bija spārni lidot un dzimumzīmēm bija kājas rakt.

Ar Dārvina ierašanos visas šīs idejas tiek atmestas, un evolūcijai ir jēga no bioloģijas. Tālāk mēs izskaidrosim galvenos pierādījumus, kas atbalsta evolūciju un palīdz izslēgt fiksitāti un transmismu.

Fosiliju reģistrs un paleontoloģija

Kas ir fosilija?

Termins fosilija nāk no latīņu fosilijas, kas nozīmē "no bedres" vai "no zemes". Šie vērtīgie fragmenti burtiski zinātniskajai kopienai nozīmē vērtīgu “ieskatīšanos pagātnē”.

Fosilijas var būt dzīvnieku vai augu (vai cita dzīva organisma) atliekas vai pēdas vai zīmes, ko indivīds atstājis uz kādas virsmas. Tipisks fosilijas piemērs ir cietās dzīvnieka daļas, piemēram, čaula vai kauli, kas ģeoloģiskos procesos tika pārveidoti klintī.

Reģistrā ir atrodamas arī organismu “pēdas”, piemēram, urvas vai sliedes.

Senatnē tika uzskatīts, ka fosilijas ir ļoti savdabīgs iežu tips, kuru veidojuši vides spēki, neatkarīgi no tā, vai tas ir ūdens vai vējš, un kas spontāni atgādināja dzīvu būtni.

Ātri atklājot lielu daudzumu fosiliju, kļuva skaidrs, ka tās nav tikai ieži, un fosilijas uzskatīja par to organismu atliekām, kas dzīvoja pirms miljoniem gadu.

Pirmās fosilijas attēlo slaveno "Ediakaras faunu". Šīs fosilijas radušās pirms aptuveni 600 miljoniem gadu.

Tomēr lielākā daļa fosiliju ir radušās Kambrijas periodā, aptuveni pirms 550 miljoniem gadu. Faktiski šī perioda organismus galvenokārt raksturo milzīgas morfoloģiskas inovācijas (piemēram, milzīgais fosiliju skaits, kas atrodams Burguess slāneklī).

Kāpēc fosilijas liecina par evolūciju?

Pats par sevi saprotams, ka fosiliju reģistrs - plašs dažādu formu karavāna, kuru mēs vairs šodien vairs neievērojam un ka daži ir ārkārtīgi līdzīgi mūsdienu sugām - neatbilst fiksistu teorijai.

Lai gan ir taisnība, ka ieraksts ir nepilnīgs, ir daži ļoti īpaši gadījumi, kad mēs atrodam pārejas formas (vai starpposmus) starp vienu un otru formu.

Neticami konservētu formu piemērs ierakstā ir vaļveidīgo evolūcija. Ir vairākas fosilijas, kas parāda pakāpeniskās pārmaiņas, kuras laika gaitā šī cilts ir piedzīvojusi, sākot ar četrkājainu sauszemes dzīvnieku un beidzot ar milzīgajām sugām, kas apdzīvo okeānus.

Ēģiptē un Pakistānā ir atrastas fosilijas, kas parāda neticamu vaļu pārveidošanu.

Vēl viens piemērs, kas atspoguļo mūsdienu taksona attīstību, ir to fosiliju reģistrs, kuru izcelsme ir šodienas zirgi, sākot no organisma, kas ir lielgabals un ar zobiem pārlūkošanai.

Tāpat mums ir ļoti specifiskas pārstāvju fosilijas, kas varētu būt bijuši tetrapodu priekšteči, piemēram, Ichthyostega - viens no agrākajiem zināmajiem abiniekiem.

Homoloģija: kopīgas izcelsmes pierādījumi

Kas ir homoloģija?

Homoloģija ir evolūcijas un bioloģisko zinātņu pamatjēdziens. Terminu izgudroja zoologs Ričards Ovens, un viņš to definēja šādi: "viens un tas pats orgāns dažādiem dzīvniekiem, neatkarīgi no formas un funkcijas".

Owenam organismu struktūru vai morfoloģiju līdzība bija saistīta tikai ar to, ka tie atbilda vienam un tam pašam plānam vai "arotipam".

Tomēr šī definīcija bija pirms darvinistu laikmeta, šī iemesla dēļ termins tiek izmantots tīri aprakstošā veidā. Vēlāk, integrējot darviniešu idejas, termins homoloģija iegūst jaunu skaidrojošu niansi, un šīs parādības iemesls ir informācijas nepārtrauktība.

Homologijas nav viegli diagnosticēt. Tomēr ir zināmi pierādījumi, kas pētniekam saka, ka viņš saskaras ar homoloģijas gadījumu. Pirmais ir atpazīt, vai pastāv atbilstība konstrukciju telpiskā stāvokļa ziņā.

Piemēram, tetrapodu augšējās ekstremitātēs kaulu attiecības starp grupas indivīdiem ir vienādas. Mēs atrodam apakšstilbu, kam seko rādiuss un ulna. Lai arī struktūru var mainīt, secība ir vienāda.

Vai visas līdzības ir homologijas?

Dabā ne visas divu struktūru vai procesu līdzības var uzskatīt par homologām. Ir arī citas parādības, kas noved pie diviem organismiem, kas nav savstarpēji saistīti morfoloģijas ziņā. Tās ir evolūcijas konverģence, paralēlisms un apvērsums.

Klasiskais evolūcijas konverģences piemērs ir mugurkaulnieku acs un galvkāju acs. Lai arī abas struktūras pilda vienu un to pašu funkciju, tām nav kopīgas izcelsmes (šo divu grupu kopīgajam senčam nebija acij līdzīgas struktūras).

Tādējādi, lai nodibinātu attiecības starp organismu grupām, ir ļoti svarīgi atšķirt homologās un analogās pazīmes, jo filoģenētisko secinājumu izdarīšanai var izmantot tikai homologās pazīmes.

Kāpēc homoloģijas ir evolūcijas pierādījums?

Homoloģijas ir sugu kopīgās izcelsmes pierādījumi. Atgriežoties pie kviridija (loceklis, ko veido viens kauliņš rokā, divi apakšdelmā un falangos) tetrapodos, nav iemesla, kāpēc sikspārnim un valim vajadzētu būt kopīgam modelim.

Šo argumentu pats Darvins izmantoja rakstā “Sugu izcelsme” (1859), lai atspēkotu domu, ka sugas ir izstrādātas. Neviens dizainers - lai cik nepieredzējis - neizmantotu to pašu modeli gan lidojošam, gan ūdens organismam.

Šī iemesla dēļ mēs varam secināt, ka homoloģijas ir kopīgas senču liecības, un vienīgais ticamais izskaidrojums, kas pastāv, lai interpretētu quiridium jūras organismā un citā lidojošā organismā, ir tas, ka abi ir attīstījušies no organisma, kuram jau bija šī struktūra.

Kas ir molekulārās homoloģijas?

Līdz šim mēs esam minējuši tikai morfoloģiskās homoloģijas. Tomēr homoloģijas molekulārā līmenī kalpo arī kā pierādījums evolūcijai.

Visredzamākā molekulārā homoloģija ir ģenētiskā koda esamība. Visa informācija, kas nepieciešama organisma veidošanai, ir atrodama DNS. Šī kļūst par RNS molekulu, kas beidzot tiek pārveidota olbaltumvielās.

Informācija ir trīs burtu kodā vai kodonos, ko sauc par ģenētisko kodu. Kods ir universāls dzīvām būtnēm, kaut arī pastāv parādība, ko sauc par kodonu lietošanas aizspriedumiem, kad dažas sugas biežāk izmanto noteiktus kodonus.

Kā var pārliecināties, ka ģenētiskais kods ir universāls? Ja mēs izolējam mitohondriju RNS, kas no truša sintezē homoglobīna proteīnu un ievada to baktērijā, prokariotu aparāts spēj atšifrēt ziņojumu, kaut arī tas dabiski nerada hemoglobīnu.

Citas molekulārās homoloģijas pārstāv milzīgs skaits metabolisma ceļu, kas pastāv kopīgi dažādās līnijās, laika ziņā plaši nodalīti. Piemēram, glikozes sadalīšanās (glikolīze) notiek praktiski visos organismos.

Ko mums māca molekulārās homoloģijas?

Loģiskākais izskaidrojums, kāpēc kods ir universāls, ir vēsturisks negadījums. Tāpat kā valoda cilvēku populācijās, arī ģenētiskais kods ir patvaļīgs.

Nav iemesla, kāpēc termins "tabula" būtu jāizmanto, lai apzīmētu tabulas fizisko objektu. Tas pats attiecas uz visiem terminiem (māja, krēsls, dators utt.).

Šī iemesla dēļ, kad mēs redzam, ka cilvēks objekta apzīmēšanai izmanto noteiktu vārdu, tas notiek tāpēc, ka viņš to iemācījās no citas personas - sava tēva vai mātes. Viņi, savukārt, to uzzināja no citiem cilvēkiem. Tas ir, tas nozīmē kopēju senču.

Tāpat nav iemesla valīnu kodēt ar kodonu sērijām, kas asociējas ar šo aminoskābi.

Kad tika izveidota valoda divdesmit aminoskābēm, tā iestrēga. Varbūt enerģijas apsvērumu dēļ, jo jebkurai novirzei no koda varētu būt kaitīgas sekas.

Mākslīgā atlase

Mākslīgā atlase ir dabiskās atlases procesa veiktspējas pārbaude. Faktiski Darvina teorijā izšķiroša nozīme bija mājas stāvokļa izmaiņām, un šī parādība ir veltīta pirmajai nodaļai par sugu izcelsmi.

Pazīstamākie mākslīgās atlases gadījumi ir mājas balodis un suņi. Šis funkcionāls process cilvēka darbības rezultātā, kas selektīvi izvēlas noteiktus variantus no populācijas. Tādējādi cilvēku sabiedrības ražo tādas lopu un augu šķirnes, kādas mēs šodien redzam.

Piemēram, tādas īpašības kā govs lielums var ātri mainīt, lai cita starpā palielinātu gaļas ražošanu, vistu izdēto olu skaitu un piena ražošanu.

Tā kā šis process notiek ātri, atlases efektu varam redzēt īsā laika posmā.

Dabiskā atlase dabiskajās populācijās

Lai arī evolūcija tiek uzskatīta par procesu, kas prasa tūkstošiem vai dažos gadījumos pat miljoniem gadu, dažās sugās mēs varam novērot evolūcijas procesu darbībā.

Izturība pret antibiotikām

Medicīniski svarīgs gadījums ir rezistences pret antibiotikām attīstība. Pārmērīga un bezatbildīga antibiotiku lietošana ir izraisījusi rezistentu variantu palielināšanos.

Piemēram, 1940. gados visus stafilokoku variantus varēja novērst, lietojot antibiotiku penicilīnu, kas kavē šūnu sienu sintēzi.

Mūsdienās gandrīz 95% Staphylococcus aureus celmu ir izturīgi pret šo antibiotiku un citiem, kuru struktūra ir līdzīga.

Tāda pati koncepcija attiecas uz kaitēkļu izturības pret pesticīdu iedarbību attīstību.

Kode un rūpnieciskā revolūcija

Vēl viens ļoti populārs evolūcijas bioloģijas piemērs ir Biston betularia kandža vai bērza tauriņš. Šīs kandžas krāsa ir polimorfiska. Rūpnieciskās revolūcijas ietekme uz cilvēku izraisīja straujas iedzīvotāju alēļu biežuma izmaiņas.

Iepriekš kodes pārsvarā bija gaišas krāsas. Ar revolūcijas iestāšanos piesārņojums sasniedza satriecoši augstu līmeni, aptumšojot bērzu koku mizu.

Ar šīm izmaiņām kodes ar tumšākām krāsām sāka palielināties to populācijā, jo maskēšanās iemeslu dēļ tās bija mazāk košas putniem - galvenajiem plēsējiem.

Cilvēka darbības ir ievērojami ietekmējušas daudzu citu sugu izvēli.

Atsauces

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Bioloģija: zinātne un daba. Pīrsona izglītība.
2. Darvins, C. (1859). Par sugu izcelsmi dabiskās atlases ceļā. Murray.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolūcijas analīze. Prentice zāle.
4. Futuyma, DJ (2005). Evolūcija. Sinauer.
5. Solers, M. (2002). Evolūcija: bioloģijas pamats. Dienvidu projekts.