Факт чи теорія?

Насправді процес еволюції спостерігається багато разів, будь то в скам’янілих копалинах, в лабораторних умовах або в природі. Це стосується мікроеволюції, тобто еволюції всередині виду, а також макроеволюції, тобто появи нових видів (одомашнення: собака, вівця; лабораторія: головним чином роду дрозофіл, але також інших комах, ціанобактерій та бактерій, навіть перехід до багатоклітинні; в палеонтологічних записах: в основному різні мікроорганізми, але також гризуни, наприклад). Теорія еволюції означає (деяку) наукову теорію (сукупність обґрунтованих гіпотез), що пояснює механізми еволюційного процесу. В даний час існує кілька теорій еволюції, і вони не обов'язково взаємовиключні. Так звані неодарвінізм, який, на думку більшості біологів, найкраще пояснює наявні факти.

теорія

Дарвін цього не починав

Багато дослідників були впевнені в мінливості видів задовго до Дарвіна. Перші еволюційні теорії з’явилися за півстоліття до публікації знаменитої праці «Про походження видів». Однак Дарвіну вдалося представити у доступній формі велику кількість доказів того, що процес еволюції відбувся. Крім того, він запропонував її механізм - теорію еволюції шляхом природного відбору (теорія еволюції Дарвіна).

Змінність видів сприймається швидко, теорія природного відбору - ні

Наукове співтовариство швидко прийняло ідею мінливості видів, але деякі вчені залишалися скептичними щодо теорії еволюції Дарвіна шляхом природного відбору. Переломний момент припав на першу половину 20 століття, коли теорія була поєднана з відкриттями Грегора Менделя. Відкриття стосувалося принципів передачі у спадок окремих рис, тобто основ генетики. Згодом т. Зв неодарвінізм і панувала еволюційна біологія.

Еволюція випадкова?

Природний відбір - це прямо протилежність випадковості, але мутації випадкові.

Природний відбір

Дарвін базувався на спостереженні, що організми мають більше нащадків, ніж кількість тих, хто досягає повноліття та розмножується. У той же час вони ведуть постійну боротьбу за виживання, ресурси та відтворення, і лише деякі з них досягнуть успіху. Він назвав цей "сірник" природним вибором. Крім того, Дарвін усвідомлював різноманітність або мінливість у кожному виді, що проявляється таким чином, що потомство тих самих батьків не є абсолютно однаковим. Тому він стверджував, що тиск природного відбору, тобто поступова, невипадкова перевага певних ознак над іншими - наприклад, під час зміни природних умов - може поступово змінювати один вид на інший, інший.

Звідки беруться нові варіації в організмах?

Більшість мутацій не є шкідливими

Мутації насправді являють собою помилки копіювання ДНК. Вони можуть бути шкідливими, іноді корисними, але більшість нейтральні.

Природний відбір - це єдиний спосіб, яким можна вловити еволюційні зміни в популяціях?

Еволюційні зміни, особливо ті, що є майже або повністю нейтральними, можуть розповсюджуватися досить випадково у майбутніх поколіннях популяцій через процес, який називається генетичним дрейфом. Особливо у невеликих популяцій таким чином фіксується невеликий відсоток мутацій. У великих популяцій, хоча відсотковий шанс того, що мутація потрапляє саме через генетичний дрейф, значно зменшується, з іншого боку, є набагато більша кількість мутацій.

Поступові і стрибкові

Через історичні та соціальні обставини теорія Дарвіна занадто покладалася на повільний та поступовий розвиток. Однак у 70-х роках минулого століття з’явилася еволюційна теорія т.зв. "Переривчасті рівноваги" Стівена Дж. Гулда та Найлза Елдреджа, стверджуючи, що еволюція негативно змінюється, тобто короткі ділянки швидкої еволюції після тривалих періодів миру, особливо в невеликих, ізольованих популяціях.

Насправді ми спостерігаємо обидва типи еволюції: морські мікроорганізми в копалинах зазвичай демонструють поступове утворення видів, морфологічна диверсифікація триває до 500 000 років, тоді як у морських безхребетних та хребетних зазвичай спостерігаються періоди швидкого видоутворення, за якими настає стабільність, яка може бути природний відбір.

Зовнішнє середовище може призвести до відбору генетичних змін

Декілька досліджень Тисячоліття припустили, що подібні екологічні зміни в розвитку, так би мовити, призводять до вибору генетичних змін, які стабілізують і пом'якшують їх несприятливий вплив. Рівняння неодарвінізму: випадкова мутація + природний відбір = еволюція, таким чином, мабуть, представляє лише одну галузь у різноманітному діапазоні можливостей, завдяки яким може тривати еволюція.

Як утворюються види?

Поява нового виду зазвичай ототожнюється зі зміною зовнішніх характеристик - фенотипу. Однак численні дослідження метеликів, бенгальських вогнів, попелиць та деяких риб та птахів показують, що відмінності між сусідніми видами, як правило, не більші за різниці між різними внутрішньовидовими варіаціями. Отже, міжвидові відмінності, здається, виникають до того, як створюється бар’єр у здатності народити життєздатне потомство. Цей бар’єр є найбільш широко використовуваним критерієм для розрізнення того, що не є, а що вже є особливим видом. Як зазвичай прийнято вважати - цей бар'єр виникає, коли дві популяції не перетинаються протягом тривалого часу і поступово в них накопичуються різні мутації, через що популяції стають несумісними.

Як формуються вищі систематичні одиниці: роди, сім’ї, ради, класи?

Ці систематичні одиниці штучно сконструйовані людиною, вони насправді не існують у природі. Найвищою систематичною одиницею, яка насправді існує в природі, є вид.

Мутації не є абсолютно випадковими

Мутації можуть бути в тисячі разів частіше в деяких частинах геному, іноді через стрес навколишнього середовища. Такий стрес може спричинити збільшення кількості мутацій лише у певному гені, який є дефектним під впливом зовнішніх умов. Хоча це здається складним, простий факт з цих висновків полягає в тому, що існує широкий спектр змін ДНК - від більш "випадкових" до більш "спрямованих".

Предаптація

Основні зміни у способі життя груп часто стають можливими завдяки персонажам, які були створені для зовсім інших цілей. Легені, що дихають киснем, і міцні кінцівки вже були в зябрах, але лише пізніше були використані для пересування по суші. Так само ні пір'я, ні крила не створювали динозаври, які "намагалися б літати", але з інших причин і набагато раніше.

Великі та вигідні мутації одного гена

Недавні дослідження показали, що великі та корисні мутації в одному гені трапляються, не рідкість, і, незважаючи на ризик широкомасштабного впливу на інші ознаки (плеітропія), не засуджують своїх носіїв до загибелі. Також було показано, що для виникнення такої драматичної мутації (для побудови бази відскоку) іноді потрібні менші мутації.

Невеликі мутації можуть внести великі зміни

Для змін ембріологи виявили, що ефект стрибкової еволюції може бути викликаний невеликою мутацією завдяки генам, що регулюють процеси розвитку. Наприклад, вони вказали, що для формування кінцівок не потрібні мутації кожного гена, що бере участь у структурі кінцівок. Оскільки системи розвитку тісно взаємопов’язані та саморегулюються, природа використовує той факт, що м’язові клітини природно прикріплюються до кісток, нервові клітини стабілізуються при зв’язку з м’язами, а кровоносні судини ростуть до місць з низьким вмістом кисню. Аналогічним чином, мутація, яка укорочує верхню щелепу у риби, не залишила б рибу з незмінним черепом, але саморегулюючі процеси розвитку спричинили б зміну загальної форми.

Розвиток стічних вод

Сприйнятливість геному до змін не вітається за стабільних умов. Тому здатність організмів розвивати т. Зв розвиток каналізації, що означає, що розвиток ембріонів даного виду стає стійким до серйозних мутацій. Це дозволяє генетичним змінам спокійно накопичуватися і поширюватися у нащадків, оскільки їх природний відбір не усуває їх. Вони проявляються у формі фенотипу лише у випадку значного стресу навколишнього середовища або виняткових мутацій. Експерименти генетика та ембріолога Конрада Ваддінгтона на мухах півстоліття тому показали, що коли прихована різноманітність виявляється таким чином і є також вигідною, їй сприятиме природний відбір в довгостроковій перспективі, і особливості навколишнього середовища з часом відбуватимуться без впливу навколишнього середовища. Ці риси «вторгнуті» і закріплені в геномі. Це явище відоме як генетична асиміляція.