4 ДОКАЗИ ЕВОЛЮЦІЇ ЖИВИХ ІСТОТ - БІОЛОГІЯ - 2025

Докази еволюції складається з серії тестів , щоб підтвердити , що процес зміни під час проходження часу в біологічних популяціях. Це свідчення з різних дисциплін, від молекулярної біології до геології.

Протягом історії біології була розроблена низка теорій, які намагалися пояснити походження видів. Перша з них - це фіксистська теорія, розроблена рядом мислителів, що датується ще з часів Арістотеля. Згідно з цим сукупністю ідей, види створювалися самостійно і не змінювалися з початку їх створення.

Джерело: pixabay.com

Згодом була розроблена теорія трансформістів, яка, як випливає з назви, передбачає трансформацію видів у часі. На думку трансформістів, хоча види створювались в окремих подіях, вони з часом змінювалися.

Нарешті, ми маємо еволюційну теорію, яка крім того, що пропонує, що види змінилися з часом, вважають загальним походженням.

Ці два постулати був організований британським натуралістом Чарльзом Дарвіном, дійшовши до висновку, що живі істоти походять від предків, дуже відрізняються від них і пов'язані один з одним спільними предками.

До часів Дарвіна в основному використовувалася теорія фіксистів. У цьому контексті пристосування тварин мислилися як творіння божественного розуму з певною метою. Таким чином, у птахів летіли крила, а кроти мали копати ноги.

З приходом Дарвіна всі ці ідеї відкидаються і еволюція починає мати сенс у біології. Далі ми пояснимо основні докази, які підтримують еволюцію та допомагають виключити фіксацію та трансформізм.

Копалини та палеонтологія

Що таке копалина?

Термін копалина походить від латинського копалини, що означає «з ями» або «з землі». Ці цінні фрагменти представляють науковій спільноті цінний «погляд у минуле», буквально.

Копалини можуть бути залишками тварин або рослин (або іншим живим організмом) або деяким слідом або відміткою, яку залишила людина на поверхні. Типовим прикладом копалини є тверді частини тварини, наприклад, раковина або кістки, які геологічними процесами були перетворені на скелю.

Також у реєстрі можна знайти «сліди» організмів, такі як нори або сліди.

У стародавні часи скам'янілості вважалися дуже своєрідним видом скелі, яку формували екологічні сили, будь то вода чи вітер і спонтанно нагадували живу істоту.

Швидким виявленням величезної кількості копалин стало зрозуміло, що це не просто скелі, а копалини стали вважатися залишками організмів, що жили мільйони років тому.

Перші копалини являють собою знамениту «фауну Едіакара». Ці копалини датуються приблизно 600 мільйонів років тому.

Однак більшість копалин датується періодом кембрії, приблизно 550 мільйонів років тому. Насправді для організмів цього періоду характерні переважно величезні морфологічні нововведення (наприклад, величезна кількість скам’янілостей, виявлених у сланці Бургуса).

Чому викопні речовини свідчать про еволюцію?

Цілком очевидно, що викопний рекорд - це величезний караван різноманітних форм, якого ми більше не спостерігаємо сьогодні, і що деякі надзвичайно схожі на сучасні види - піддається теорії фіксистів.

Хоча це правда, що запис є неповним, є деякі дуже особливі випадки, коли ми знаходимо перехідні форми (або проміжні стадії) між однією формою та іншою.

Прикладом неймовірно збережених форм на записі є еволюція китоподібних. Існує серія скам'янілостей, які показують поступові зміни, які зазнала ця лінія з часом, починаючи з чотириногого сухопутного тварини і закінчуючи величезними видами, які населяють океани.

Копалини, що показують неймовірні перетворення китів, були знайдені в Єгипті та Пакистані.

Інший приклад, який представляє еволюцію сучасного таксону, - це облік викопних угруповань груп, які зароджували сьогоднішніх коней, з організму розміром із каніди та із зубами для перегляду.

Так само ми маємо дуже специфічні копалини представників, які, можливо, були предками тетрапод, таких як Іхтіостега - одна з найдавніших відомих земноводних.

Гомологія: свідчення загального походження

Що таке гомологія?

Гомологія - це ключове поняття в еволюції та в біологічних науках. Термін був придуманий зоологом Річардом Оуен, і він визначив його так: "один і той же орган у різних тварин, в будь-якій формі та функції".

Для Оуена схожість між структурами або морфологіями організмів була пов'язана виключно з тим, що вони відповідали одному плану або "аротипу".

Однак це визначення було до епохи Дарвінів, з цієї причини термін вживається суто описовим способом. Пізніше, з інтеграцією дарвінських ідей, термін гомологія набуває нового пояснювального нюансу, а причиною цього явища є безперервність інформації.

Гомології діагностувати непросто. Однак є певні докази, які говорять досліднику, що він стикається з випадком гомології. Перший - визначити, чи існує відповідність з точки зору просторового положення структур.

Наприклад, у верхніх кінцівок тетрапод відносини кісток однакові між особинами групи. Ми знаходимо плечову кістку, за нею - радіус і ульну. Хоча структура може бути змінена, порядок такий самий.

Чи всі подібності є гомологіями?

У природі не всі подібності між двома структурами або процесами можна вважати гомологічними. Є й інші явища, які призводять до двох організмів, які не пов'язані один з одним з точки зору їх морфології. Це еволюційна конвергенція, паралелізм та переворот.

Класичний приклад еволюційної конвергенції - це око хребетних тварин та око головоногих. Хоча обидві структури виконують однакову функцію, вони не мають спільного походження (спільний предок цих двох груп не мав структури, подібної до ока).

Таким чином, розрізнення між гомологічними та аналогічними символами є життєво важливим для встановлення зв’язків між групами організмів, оскільки лише гомологічні характеристики можуть використовуватися для здійснення філогенетичних умовиводів.

Чому гомології є доказом еволюції?

Гомології - докази загального походження видів. Повертаючись до прикладу квірідію (кінцівки, утвореної єдиною кісткою в руці, двома в передпліччі та фалангах) у тетрапод, немає причин, чому кажан та кит повинні поділяти схему.

Цей аргумент використав сам Дарвін в «Походженні видів» (1859), щоб спростувати думку про те, що види були замислені. Жоден дизайнер - як би не був досвідчений - не використовував би однакову схему на літаючому організмі та на водному.

Тому ми можемо зробити висновок, що гомології є свідченнями загального роду, і єдине правдоподібне пояснення, яке існує для тлумачення квірідію в морському організмі та в іншому, що летить, - це те, що обидві еволюціонували з організму, який уже мав цю структуру.

Що таке молекулярні гомології?

Поки що ми згадували лише морфологічні гомології. Однак гомології на молекулярному рівні також служать свідченням еволюції.

Найбільш очевидною молекулярною гомологією є існування генетичного коду. Вся інформація, необхідна для побудови організму, знаходиться в ДНК. Це стає месенджерною молекулою РНК, яка остаточно перетворюється на білки.

Інформація міститься в трибуквеному коді або кодонах, який називається генетичним кодом. Код є універсальним для живих істот, хоча існує явище, яке називається ухилом використання кодона, де певні види частіше використовують певні кодони.

Як можна перевірити, що генетичний код є універсальним? Якщо ми виділимо мітохондріальну РНК, яка синтезує білок гомоглобіну з кролика, і введемо його в бактерію, механізм прокаріот здатний розшифрувати повідомлення, хоча він природним чином не виробляє гемоглобін.

Інші молекулярні гомології представлені величезною кількістю метаболічних шляхів, що існують у різних лініях, широко відокремлених у часі. Наприклад, розпад глюкози (гліколіз) присутній практично у всіх організмах.

Чого навчають молекулярні гомології?

Найбільш логічне пояснення того, чому код є універсальним, - це історична аварія. Як і мова в людських популяціях, генетичний код довільний.

Немає жодної причини, щоб термін "таблиця" використовувався для позначення фізичного об'єкта таблиці. Це ж стосується будь-якого терміна (будинок, стілець, комп'ютер тощо).

З цієї причини, коли ми бачимо, що людина використовує певне слово для позначення предмета, це тому, що він дізнався його від іншої людини - свого батька чи матері. А вони, у свою чергу, дізналися це від інших людей. Тобто, це передбачає спільного предка.

Аналогічно, немає жодної причини, щоб валін кодувався серією кодонів, які асоціюються з цією амінокислотою.

Після встановлення мови для двадцяти амінокислот вона застрягла. Можливо, з енергетичних причин, оскільки будь-яке відхилення від коду може мати шкідливі наслідки.

Штучний відбір

Штучний відбір - це перевірка ефективності природного процесу відбору. Насправді, зміна внутрішнього статусу була вирішальною у теорії Дарвіна, і цьому розділу присвячена перша глава про походження видів.

Найвідоміші випадки штучного відбору - домашні голуби та собаки. Це функціональний процес через дії людини, який вибірково вибирає певні варіанти з боку населення. Таким чином, людські товариства виробляють різновиди худоби та рослин, які ми бачимо сьогодні.

Наприклад, такі характеристики, як розмір корови, можуть бути швидко змінені, щоб збільшити виробництво м'яса, кількість яєць, відкладених курей, та виробництво молока.

Оскільки цей процес відбувається швидко, ми можемо побачити ефект відбору за короткий проміжок часу.

Природний відбір у природних популяціях

Хоча еволюція вважається процесом, який займає тисячі, а в деяких випадках навіть мільйони років, у деяких видів ми можемо спостерігати еволюційний процес у дії.

Антибіотикорезистентність

Випадком медичного значення є еволюція резистентності до антибіотиків. Надмірне і безвідповідальне використання антибіотиків призвело до збільшення стійких варіантів.

Наприклад, у 40-х роках усі варіанти стафілококів можна було усунути за допомогою застосування антибіотика пеніциліну, який гальмує синтез клітинної стінки.

Сьогодні майже 95% штамів золотистого стафілокока стійкі до цього антибіотика та інших, структура яких схожа.

Ця ж концепція стосується еволюції стійкості шкідників до дії пестицидів.

Молі та промислова революція

Ще один дуже популярний приклад в еволюційній біології - молі Бістона бетулярія або березовий метелик. Ця моль є поліморфною за своїм забарвленням. Людський вплив Промислової революції спричинив стрімкі зміни в алельних частотах населення.

Раніше переважаючий колір у молі був світлим. З приходом революції забруднення досягло приголомшливо високих рівнів, затемнюючи кору берези.

З цією зміною молі з більш темними кольорами почали збільшувати свою частоту в популяції, оскільки з причин камуфляжу вони були менш проявляючими до птахів - їх головних хижаків.

Діяльність людини значно вплинула на відбір багатьох інших видів.

Список літератури

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Біологія: наука та природа. Пірсон освіта.
2. Дарвін, К. (1859). Про витоки видів шляхом природного відбору. Мюррей.
3. Freeman, S., Herron, JC (2002). Еволюційний аналіз. Prentice Hall.
4. Футуйма, DJ (2005). Еволюція Синауер.
5. Солер, М. (2002). Еволюція: основи біології. Проект Південь.