БИОЛОШКА ЕВОЛУЦИЈА: ТЕОРИЈЕ, ПОСТУПАК, ДОКАЗИ И ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЈА - 2025

Биолошке еволуције је промена у својствима група организама у току генерација. Групе организама исте врсте познате су као "биолошка популација".

У суштини, савремена не-дарвинистичка теорија еволуције каже да се еволуција састоји од постепене промене животних форми. Започело је - претпостављамо - од молекула са способношћу да се реплицира пре око 3,5 милијарди година.

Извор: цхенсииуан

Временом је дошло до гранања родова и појавиле су се нове и разнолике врсте. Механизми ове еволуционе промене су природна селекција и одлазак гена.

Еволуциона биологија жели да разуме порекло биолошке разноликости и како се одржава. Како је то централна наука у биологији, она се генерално сматра обједињујућом мишљу која обједињује различите дисциплине биолошких наука.

Ово обједињујуће својство еволуционе биологије обележено је чувеном фразом Теодосије Добжански: „у биологији ништа нема смисла, осим у светлу еволуције“.

Данас је еволуциона биологија уживала сав напредак науке, омогућавајући реконструкцију филогенија користећи бројне молекуларне ликове и моћну статистичку анализу.

Шта је еволутивни процес?

Еволуција је термин који потиче од латино коријена еволвере, што у пријеводу значи откривање или откривање скривеног потенцијала. Данас реч еволуција једноставно изазива промену. То је вјероватно дио нашег свакодневног лексикона који се односи на промјене у објекту или особи.

Међутим, биолошка еволуција односи се на промене у групама организама кроз генерације. Футуима (2005) користи ову општу дефиницију еволуције. Важно је напоменути да организми као појединци не еволуирају, док то чине групе организама.

У биологији скуп јединки исте врсте који коегзистирају у времену и простору назива се популацијама. Да би се промена популације могла сматрати еволуцијском, мора се пренијети са генерације на генерацију преко генетског материјала.

Научне теорије еволуције

Од памтивијека је људско биће осетило унутрашњу знатижељу о пореклу живота и постојању огромне разноликости коју представљају органска бића.

Како је британски природословац Цхарлес Дарвин (1809-1882) имао значајан утицај на развој ове науке, испитаћемо теорије предложене пре и после његових доприноса.

Пре Дарвина: креационизам и непромењивост врста

Прије Дарвина, природњаке и друге научнике обиљежила је креационистичка размишљања у вези с поријеклом врста.

Обрађиване су есенцијалистичке визије, при чему је свака врста имала непромењиву суштину, а варијације које смо приметили у групи настале су само због несавршености бића. Ова концепција је вођена у доба Платона и Аристотела.

Време касније, хришћани су почели да тумаче одломаке Библије буквално, схватајући да су органска бића у једном догађају створена од стране натприродних ентитета. Ова концепција није дозволила промене врсте у току времена, јер су оне створене под божанским савршенством.

У КСВИИИ веку је циљ природњака био да каталогизира божански план који је Бог створио. На пример, Линнаеус је поставио темеље тренутне таксономије пратећи ову мисаону линију.

Касније су то мишљење довели у питање различити мислиоци. Најрелевантнију пред-дарвинистичку теорију тог времена формулисао је Јеан Баптисте Ламарцк. За њега је свака врста настала појединачно кроз спонтану генерацију и била је способна да „напредује“ или да се усавршава с временом.

Један од најрелевантнијих принципа које је установио Ламарцк било је наслеђивање стечених ликова. Овај природословац је вјеровао да различите особине које смо стекли током свог живота могу пренијети на наше потомство.

На пример, према Ламаркијевом погледу, бодибилдер који напорно ради све своје мишићне групе морао је да има децу са развијеним мишићима. Исти принцип се примјењује код употребе органа.

Дарвинов и Валлацеов допринос еволуцијској биологији: природна селекција

Име Цхарлеса Дарвина појављује се у већини текстова из биологије, без обзира на његову посебност. Дарвин је у невероватној мери променио биологију и науку уопште - упоредиву, на пример, са Њутоновим доприносима.

У младости је Дарвин држао мисао верну библијским учењима. Међутим, праћен религиозном мишљу, Дарвин је показао интересовање за природне науке, због чега се окружио најбриљантнијим научним умовима тренутка.

Путовање на Беагле

Дарвинов живот је уследио када је у раној доби започео путовање на ХМС Беагле, британском броду који ће истраживати различите регионе Јужне Америке. Након путовања који је трајао неколико година, Дарвин је проматрао и прикупио огромну разноликост фауне и флоре у Јужној Америци.

Захваљујући оптималној финансијској ситуацији, Дарвин је могао свој живот посветити искључиво раду у биолошким наукама. Након опсежних медитација - а такође и предавања о економији - Дарвин је створио своју теорију природне селекције.

Природна селекција је једноставна и моћна идеја, што је важан еволутивни механизам - иако не једини, као што ћемо видети касније.

Ову идеју није искључио само Дарвин. Млади природњак по имену Алфред Валлаце самостално је смислио врло сличне идеје. Валлаце је комуницирао са Дарвином, а њих двоје су заједно представили теорију еволуције природним одабиром.

Порекло врста

Касније, Дарвин представља своје ремек-дело: "Поријекло врста", које детаљно и чврсто рокује о његовој теорији. Ова књига има шест издања на којима је Дарвин радио током свог живота.

Теорија природне селекције држи да ће, ако постоје неке корисне и наследне варијације у популацији појединаца, доћи до диференциране репродукције између власника карактеристике. Они ће имати тенденцију да генеришу више потомства, повећавајући тако учесталост ове особине у популацији.

Надаље, Дарвин је такођер предложио заједничко поријекло: све су се врсте у еволуцијском времену разликовале од заједничког претка. На тај начин, сва органска бића могу бити представљена на великом дрвету живота.

После Дарвина: не-дарвинизам и синтеза

Одмах по објављивању "Поријекла" избила је велика полемика међу најзначајнијим научницима тога времена. Како су године пролазиле, теорија је постепено прихваћена.

Било је биолога који никада нису прихватили дарвинске идеје, па су генерисали сопствене еволутивне теорије, данас готово у потпуности дискредитоване. Примери тога су нео-Ламаркизам, ортогенеза и мутационизам, између осталих.

Између 30-их и 40-их све анти-дарвинистичке теорије одбачене су појавом еволуцијске синтезе. То се састојало од споја дарвинских идеја уз допринос низа генетичара и палеонтолога као што су Фисхер, Халдане, Маир и Вригхт, између осталих.

Синтеза је успела да обједини еволуционе теорије са тачним генетским принципима, пошто је једна од тешкоћа коју је Дарвин имао током свог рада било непознавање гена као честица наследства.

Докази за еволуцију: само теорија?

Данас је биолошка еволуција чињеница поткријепљена робусним и обилним доказима. Иако биолози не сумњају у истинитост процеса, у свакодневном животу чујемо да је еволуција "само теорија" - са пежоративним претензијама.

Ово неразумевање произилази из чињенице да израз "теорија" има различита значења у науци и у свакодневном животу. За већину људи, теорија је несигурно предвиђање чињеница, коју карактерише слаб темељ. За научника, теорија је тело кохерентних и правилно структуираних идеја.

Пратећи овај редослед идеја, можемо закључити да је еволуција чињеница и постоје механизми за њихово објашњавање, попут теорије природне селекције. Најистакнутији докази еволуционог процеса су следећи.

Хомологија

Два процеса или структуре су хомологни ако је наведена особина наслеђена директно од заједничког претка. У еволуцијској биологији хомологија је основна тачка, јер су оне једине карактеристике које нам омогућавају да реконструишемо односе претки-потомка између група.

Морфолошке хомологије

Врло познати пример хомологије су кости удова тетрапода. Узмимо три животиње које се разликују у начину кретања како бисмо разумели зашто је хомологија снажан доказ еволутивног процеса: људи, китови и слепи мишеви.

Ове три групе деле основни структурални план на предњим крајевима, јер су га наследили од заједничког претка. Односно, тетрапод предака имао је хумерус, затим радијус и улну, а на крају и низ фаланга.

Не постоји функционалан разлог зашто би три животиње са таквим различитим животним стиловима требало да имају исти план костију у удовима.

Ако је живот дизајниран, нема разлога за изградњу воденог, летећег и земаљског организма са истим планом. Ниједан инжењер - без обзира колико неискусан - не би створио летећи и пливајући организам на исти начин.

Најлогичнији начин да се објасни то је заједничко порекло. Сва тројица су наследила овај структурни план од предака и претрпела прилагодљиве модификације које данас видимо: крила, пераје и руке.

Молекуларне хомологије

Хомологије нису ограничене на анатомске карактеристике живог бића. Они се такође могу доказати на молекуларном нивоу. Генетске информације живих бића су смештене у ДНК и преводе се у облику троструких: три нуклеотида одговарају једној аминокиселини.

Универзална молекуларна хомологија је читање овог генетског кода, јер готово сва органска бића деле овај језик - иако постоје врло специфични изузеци.

Запис о фосилима

Када Дарвин предлаже своју теорију природне селекције, он тврди да сви постепени прелазни облици не постоје у запису о фосилима јер је непотпун. Супротно томе, противници дарвинских идеја виде дисконтинуитет записа као доказ против теорије.

Морамо се сетити да је процес фосилизације органског бића мало вероватан догађај, заједно са вероватноћом да је узорак пронађен у добром стању. Из тих разлога, мање од 1% свих облика који су икада живели представљено је у запису о фосилима.

Упркос томе, пронађени су врло добро сачувани фосили који служе као "прозор у прошлост". Један од најпознатијих је Археоптерик. У овом фосилу истичу се интермедијарне карактеристике између гмазова и птице. Исто тако, имамо неколико хоминидних фосила који су нам омогућили да реконструишемо еволуцију људи.

Предложене су неке алтернативне теорије да се објасни прекид регистра, као што је теорија о прецизној равнотежи.

Биогеограпхи

Иако је еволуција подржана доказима из многих грана знања, биогеографија је уверила Дарвина у истинитост еволутивног процеса.

Расподјела живих организама на планети Земљи није хомогена, и многи аспекти овог обрасца могу се објаснити еволуцијском теоријом - а не посебном хипотезом о стварању.

Када испитујемо фауну океанских острва (изоловани елементи који никада нису имали контакт са копном), установимо да је врста врста врло осебујна. На пример, то се може видети на острвима која се налазе у северном Атлантику, а која се називају Бермудска острва.

Вертеста (неморских) домородачких за ово подручје је врло мало, углавном птица, селидбених слепих мишева и гуштера. Неке од ових врста показују значајну везу са фауном Северне Америке. Други су, са своје стране, ендемични за острво и не налазе се ни у једном другом региону.

Овај образац дистрибуције компатибилан је с еволуцијским процесима, јер је подручје посебно колонизирано са животињама које могу летјети и раштркати велике удаљености.

Еволуција у дело: пример еволуције

Још један неспоразум у еволуцијској биологији је да је повезан са изузетно спорим процесом.

Иако је тачно да бисмо за добијање сложених адаптација попут моћних чељусти или очију са одличним видом морали да сачекамо неколико милиона година, постоје одређени еволутивни процеси које можемо опажати својим очима у релативно кратком временском периоду.

Затим ћемо анализирати случај мољацна Бистон бетулариа као пример еволуције у деловању. Касније ћемо говорити о отпорности на антибиотике и пестициде, још један пример еволуције који можемо приметити за кратко време.

Индустријски меланизам и

Један од најистакнутијих примера у еволуцијској биологији је индустријски меланизам. Овај феномен је документован током индустријске револуције и успео је да успостави однос између варијације обојења мошта Бистон бетулариа и контаминације његовог станишта.

Мачак има две морфологије: једну светлу и једну тамну. Прије контаминације, доминантна варијанта био је лаки мољац, вјероватно зато што је висио на лаганој кори бреза и могао је проћи незапажено од стране потенцијалних предатора - птица.

Појавом индустријске револуције загађење је порасло на значајне нивое. Кора дрвећа почела је попримати све тамнију боју и то је створило промену у фреквенцији светлих и тамних варијанти мољаца.

Тамни мољац је једно време био доминантна варијанта, јер се могао боље сакрити у поцрњелој коре.

Након тога, проведени су програми чишћења околиша који су помогли смањити загађење околине. Захваљујући ефикасности ових програма, дрвеће је почело да добије своју првобитну карактеристичну боју.

Као што можемо претпоставити, учесталост молова се опет променила, при чему је јасна варијанта била доминантна. Дакле, еволутивни процес је документован у периоду од 50 година.

Механизми еволуције

Биолошка еволуција је процес који укључује два корака: генерисање варијација, а затим и диференцијално репродуковање варијација, било природном селекцијом или генетским помаком. Из тог разлога, изрази природна селекција и еволуција не би се требали заменити наизменично - јер нису.

Из перспективе популацијске генетике, еволуција је промјена алелних фреквенција током времена унутар популације. На тај начин, силе које мењају фреквенције алела су одабир, помицање, мутација и миграција.

Природна селекција

Као што смо раније споменули, Дарвинов највећи допринос биологији било је предлагање теорије природне селекције. Медији су ово погрешно тумачили и погрешно тумачили, повезујући је са погрешним фразама као што су: "опстанак најбољих".

Услови за природну селекцију

Природна селекција је једноставна идеја, са величанственим резултатима. Ако систем испуњава следеће карактеристике, еволуираће - неизбежно - природном селекцијом:

Еволуциона примјена биологије

Еволуциона биологија има бројне примене, како за медицину, пољопривреду, конзерваторску биологију, тако и за друге дисциплине.

Лек

Теорија еволуције је суштинска наука у области медицине. На пример, омогућава нам да предвидимо исход неселективне употребе антибиотика за лечење заразних болести.

Када применимо антибиотик непотребно или не завршимо медицински третман, елиминисаћемо варијанте које нису резистентне, али отпорне јединке ће повећати њихову учесталост у популацији бактерија.

Тренутно је питање бактеријске резистенције на већину антибиотика тема од глобалног интереса и забрињава. Подизање свести о употреби антибиотика један је од начина да се ова компликација смањи.

На пример, бактерија Стапхилоцоццус ауреус је уобичајена у операцијским салама и изазива инфекције код пацијената током операција.

Данас су бактерије у потпуности отпорне на бројне антибиотике, као што су пеницилин, ампицилин и сродни лекови. Иако су створени нови антибиотици да би се сузбили, лекови су све мање и мање ефикасни.

Криза отпора један је од најдраматичнијих примера еволуције који можемо проматрати властитим очима, тако да служи и као доказ еволуцијског процеса.

Пољопривреда и сточарство

Исти еволутивни принцип може се екстраполирати на употребу пестицида за елиминацију штеточина, у усевима од значајног економског значаја. Ако се иста врста пестицида примењује дуже време, фаворизоваћемо повећање отпорних варијанти.

Слично томе, пољопривредници желе да прибаве „најбоље“ животиње које максимизују производњу (млека, меса итд.). Ови ранчери бирају појединце за које им се то у пракси чини најкориснијим. Како генерације пролазе, појединци све више личе на оно што људи желе.

Овај процес вештачке селекције људи личи на природну селекцију, у смислу диференцијално репродуктивног успеха. Са приметном разликом да у природи не постоји ентитет за одабир.

Конзерваторска биологија

Што се тиче питања заштите, разумевање појава као што су „уска грла“ и смањење кондиције узрокованих инбреедингом омогућава њихово избегавање и генерисање планова очувања који повећавају кондицију и одржавају становништво „здравим“.

Референце

1. Аудесирк, Т., Аудесирк, Г., & Биерс, БЕ (2004). Биологија: наука и природа. Пеарсон Едуцатион.
2. Дарвин, Ц. (1859). О пореклу врста природном селекцијом. Мареј.
3. Фрееман, С., Херрон, ЈЦ (2002). Еволуциона анализа Прентице Халл.
4. Футуима, ДЈ (2005). Еволуција Синауер.
5. Халл, БК (ур.). (2012). Хомологија: Хијерархијска основа компаративне биологије. Академска штампа.
6. Хицкман, ЦП, Робертс, ЛС, Ларсон, А., Обер, ВЦ, & Гаррисон, Ц. (2001). Интегрисани принципи зоологије. МцГрав-Хилл.
7. Кардонг, КВ (2006). Вертебратес: упоредна анатомија, функција, еволуција. МцГрав-Хилл.
8. Климан, РМ (2016). Енцицлопедиа оф Еволутионари Биологи. Академска штампа.
9. Лосос, ЈБ (2013). Принцетон водич за еволуцију. Принцетон Университи Пресс.
10. Рееце, ЈБ, Урри, ЛА, Цаин, МЛ, Вассерман, СА, Минорски, ПВ, & Јацксон, РБ (2014). Цампбелл Биологи. Пеарсон.
11. Рице, СА (2009). Енциклопедија еволуције. Инфобасе Публисхинг
12. Русселл, П., Хертз, П., МцМиллан, Б. (2013). Биологија: Динамичка наука. Нелсон Едуцатион.
13. Солер, М. (2002). Еволуција: основа биологије Соутх Пројецт.
14. Старр, Ц., Еверс, Ц. и Старр, Л. (2010). Биологија: концепти и примене без физиологије. Ценгаге Леарнинг.
15. Ваке, ДБ, Ваке, МХ, & Спецхт, ЦД (2011). Хомоплазија: од откривања обрасца до одређивања процеса и механизма еволуције. Наука, 331 (6020), 1032-1035.