Biologisk evolution defineret som enhver genetisk ændring i en population, der sker over flere generationer. Disse ændringer kan være små eller store, meget mærkbare eller ikke signifikante.
For at en begivenhed kan betragtes som et eksempel på evolution, skal ændringer ske på artens genetiske niveau og overføres fra en generation til den næste. Det betyder, at , eller mere specifikt, alleler i en population ændres og videregives. Disse ændringer er noteret i (udtalte fysiske træk, der kan ses) af befolkningen.
Lave om genetisk niveau befolkning defineres som småskalaændring og kaldes mikroevolution. Biologisk evolution inkluderer også ideen om, at alle levende organismer er beslægtede og kan nedstamme fra en fælles forfader. Dette kaldes makroevolution.
Hvad er ikke biologisk evolution?
Biologisk evolution bestemmer ikke den simple ændring af organismer over tid. Mange levende ting oplever ændringer over tid, såsom tab eller stigning i størrelse. Disse ændringer betragtes ikke som eksempler på evolution, fordi de ikke er genetiske og ikke kan videregives til næste generation.
Evolutionsteori
Hvordan opstår genetisk diversitet i en befolkning?
Seksuel reproduktion kan skabe gunstige kombinationer af gener i en befolkning eller fjerne ugunstige.
En population med mere gunstige genetiske kombinationer vil overleve i sit miljø og reproducere flere afkom end individer med mindre gunstige genetiske kombinationer.
Biologisk evolution og kreationisme
Evolutionsteorien har skabt kontrovers siden dens begyndelse, som fortsætter den dag i dag. Biologisk evolution modsiger religion med hensyn til behovet for en guddommelig skaber. Evolutionister hævder, at evolutionen ikke behandler spørgsmålet om, hvorvidt Gud eksisterer, men snarere forsøger at forklare, hvordan naturlige processer opstår.
Det er dog ikke til at komme udenom, at evolutionen modsiger nogle aspekter af visse religiøse overbevisninger. For eksempel er den evolutionære beretning om livets eksistens og den bibelske skabelsesberetning helt anderledes.
Evolution antyder, at alt liv er forbundet og kan spores tilbage til en enkelt fælles forfader. En bogstavelig fortolkning af bibelsk skabelse antyder, at livet blev skabt af et almægtigt overnaturligt væsen (Gud).
Andre har dog forsøgt at kombinere de to ved at hævde, at evolutionen ikke udelukker muligheden for Gud, men blot forklarer den proces, hvorved Gud skabte liv. Denne opfattelse er dog stadig i modstrid med den bogstavelige fortolkning af kreativitet, der præsenteres i Bibelen.
For det meste er evolutionister og kreationister enige om, at mikroevolution eksisterer og er synlig i naturen.
Imidlertid refererer makroevolution til evolutionsprocessen, der er på artsniveau, hvor en art udvikler sig fra en anden art. Dette står i skarp kontrast til den bibelske opfattelse, at Gud personligt var involveret i dannelsen og skabelsen af levende organismer.
Indtil videre fortsætter evolution/kreationisme-debatten, og det ser ud til, at forskellene mellem de to synspunkter næppe vil blive løst i den nærmeste fremtid.
Hvis du finder en fejl, skal du markere et stykke tekst og klikke Ctrl+Enter.
Biologisk evolution er historisk udvikling organisk verden. Ordet "evolution" er latin og oversat betyder "udfolder sig", og ind i bred forstand- enhver ændring, udvikling, transformation. I biologien blev ordet "evolution" første gang brugt i 1762 af den schweiziske naturforsker og filosof C. Bonnet.
Liv opstod på Jorden for omkring 3,5 milliarder år siden. Forgængerne for de første organismer var komplekse organiske proteinforbindelser, der dannede gelatinøse klumper, de såkaldte coacervat-dråber. Disse dråber, der svævede i det oprindelige hav, var i stand til at vokse ved at absorbere fra miljø forskellige næringsstoffer. De gik i opløsning til datterdråber, hvoraf de mere perfekte eksisterede længere. Strukturen af coacervater blev gradvist mere kompleks; de dannede en kerne og andre elementer i en levende celle. Sådan opstod de enkleste encellede organismer.
Årtusinder gik, og levende væseners struktur blev mere og mere forbedret som følge af naturlig udvælgelse. Nogle af disse simpleste organismer har udviklet evnen til at absorbere energi solstråle og indbygge din krop fra carbondioxid og vand organisk stof. Sådan opstod de første encellede planter, blågrønalger.
Andre levende væsener beholdt den samme måde at spise på, men primære planter begyndte at tjene dem som føde. Det var de første dyr.
Efterfølgende, som et resultat af evolution, den første flercellede organismer-svampe, arkæocyater (uddøde hvirvelløse dyr), coelenterater. Efterhånden blev planternes og dyrenes verden mere kompleks og mangfoldig, og de befolkede også landet.
Baseret på deres fossile rester - aftryk, forstenede skeletter - har videnskabsmænd fastslået, at hvad gamle organismer, jo enklere er de arrangeret. Jo tættere vi kommer på vores tid, jo mere komplekse organismer bliver og ligner mere og mere moderne.
Som et resultat af udviklingen af den økologiske verden, højere planter og højt organiserede dyr. Fra pattedyr - fossiler store aber- der skete en mand.
Dette er kort oversigt livets udvikling på vores planet.
Evolution er en af bevægelsesformerne i naturen. Det fører løbende og gradvist til høj kvalitet og kvantitative ændringer levende organismer, der udsættes for livløs natur, såvel som andre organismer.
Studiet af evolutionens årsager og mønstre i biologi er studiet af evolutionær videnskab, et kompleks af viden om den historiske udvikling af levende natur. Grundlaget for denne doktrin er evolutionsteori.
Selv den antikke verdens filosoffer - Empedocles, Demokritus, Lucretius Carus og andre - udtrykte strålende gæt om livets udvikling. Men der gik mange flere århundreder, før videnskaben akkumulerede nok fakta, der gjorde det muligt for videnskabsmænd at opdage arternes variabilitet og derefter skabe en teori, der forklarer den evolutionære proces, der foregår i naturen.
I anden halvdel af det 18. - første halvdel af det 19. århundrede. J. Buffon og E. J. Saint-Hilaire i Frankrig, E. Darwin i England, J. V. Goethe i Tyskland, M. V. Lomonosov, A. I. Radishchev, A. A. Kaverznev, K. F. Roulier i Rusland og andre skabte læren om dyre- og plantearters foranderlighed, som modsagde kirkens lære om deres skabelse af Gud og uforanderlighed. De overvejede dog ikke årsagerne til disse ændringer.
Første forsøg på at skabe evolutionsteori blev lavet af den franske naturforsker J. B. Lamarck (1744-1829). I sit værk "Philosophy of Zoology" (1809) skitserede han en holistisk teori om arternes oprindelse, men han kunne ikke korrekt forklare, hvad drivkræfter udvikling af den økologiske verden.
En virkelig videnskabelig evolutionsteori blev skabt af den engelske naturforsker Charles Darwin. Det blev beskrevet i bogen "The Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favored Breeds in the Struggle for Life," 1859). Darwin formåede at identificere drivkræfterne - faktorerne i den evolutionære proces. Dette er ubestemt variation, kampen for tilværelsen, naturlig udvælgelse.
Som et resultat af kampen for tilværelsen overlever de organismer, der er mest tilpasset levevilkårene, mens de mindre tilpassede, svage bliver elimineret fra reproduktionen eller dør. Takket være naturlig selektion akkumuleres gavnlige arvelige forandringer og opsummeres i planter og dyr, og der opstår også nye tilpasninger.
Kampen for tilværelsen og naturlig udvælgelse er de vigtigste drivende faktorer evolution, de er indbyrdes forbundne. De bestemmer organismens videre eksistens. I processen med biologisk evolution stiger antallet af arter af levende organismer. Dannelsen af nye arter i naturen - den vigtigste fase i evolutionsprocessen.
Som et resultat af den evolutionære proces ændres den genetiske sammensætning af populationer, biocenoser og biosfæren som helhed transformeres.
Evolutionær doktrin og dens kerne er den biologiske evolutionsteori - grundlaget for moderne progressiv biologi.
Udvikling er en proces historisk udvikling organisk verden. Essensen af denne proces er den kontinuerlige tilpasning af levende ting til forskellige og konstant skiftende miljøforhold og den stigende kompleksitet af organiseringen af levende væsener over tid. I løbet af evolutionen sker transformationen af nogle arter til andre.
De vigtigste i evolutionsteorien– ideen om historisk udvikling fra relativt simple former livet til en mere organiseret. Grundlaget for den videnskabelige materialistiske evolutionsteori blev lagt af de store engelsk naturforsker Charles Darwin. Før Darwin var biologien hovedsageligt domineret af det ukorrekte koncept om arternes historiske uforanderlighed, at der er lige så mange af dem, som blev skabt af Gud. Men selv før Darwin forstod de mest indsigtsfulde biologer inkonsistensen i religiøse syn på naturen, og nogle af dem nåede spekulativt frem til evolutionære ideer.
Den mest fremtrædende naturvidenskabsmand og forgænger for Charles Darwin var den berømte franske videnskabsmand Jean Baptiste Lamarck. I hans berømt bog"Zoologiens filosofi" beviste han arternes variation. Lamarck understregede, at arternes konstanthed kun er et tilsyneladende fænomen; det er forbundet med den korte varighed af observationer af arter. Højere former liv, ifølge Lamarck, opstod fra lavere i evolutionsprocessen. Lamarcks evolutionære doktrin var ikke tilstrækkeligt afgørende og modtog ikke bred anerkendelse blandt hans samtidige. Først efter Charles Darwins fremragende værker blev den evolutionære idé generelt accepteret.
Moderne videnskab har mange fakta, der beviser eksistensen af den evolutionære proces. Dette er data fra biokemi, embryologi, anatomi, systematik, biografi, palæontologi og mange andre discipliner.
Embryologiske beviser– lighed mellem indledende faser embryonal udvikling dyr. Ved at studere den embryonale udviklingsperiode i forskellige grupper opdagede K. M. Baer ligheden mellem disse processer i forskellige grupper af organismer, især i de tidlige udviklingsstadier. Senere, baseret på disse konklusioner, udtrykker E. Haeckel den idé, som denne lighed har evolutionær betydning og på dens grundlag formuleres den "biogenetiske lov" - ontogenese er en kort afspejling af fylogeni. Hvert individ i sin individuelle udvikling (ontogenese) gennemgår de embryonale stadier af forfædres former. Kun undersøgelse tidlige stadier Udviklingen af ethvert hvirveldyrs embryo tillader os ikke at bestemme med nøjagtighed, hvilken gruppe de tilhører. Forskelle dannes på senere udviklingsstadier. Hvordan tættere gruppe, hvortil de undersøgte organismer hører, vil de længere fællestræk blive bevaret i embryogenesen.?
Morfologisk– mange former kombinerer egenskaberne ved flere store systematiske enheder. Når man studerer forskellige grupper af organismer, bliver det indlysende, at de i en række træk er grundlæggende ens. For eksempel er strukturen af lemmet hos alle firbenede dyr baseret på et femfingret lem. Denne grundlæggende struktur er forskellige typer omdannet pga forskellige forhold eksistens: dette er lem af et dyr af hestefamilien, som, når man går, hviler på kun en finger, og flipper fra et havpattedyr, og gravende lem af en muldvarp og vinge af en flagermus.
Organer bygget i henhold til en enkelt plan og udviklet fra enkelte rudimenter kaldes homologe. Homologe organer kan ikke i sig selv tjene som bevis på evolution, men deres tilstedeværelse indikerer oprindelsen af lignende grupper af organismer fra en fælles forfader. Et slående eksempel evolution er tjent med tilstedeværelsen vestigiale organer og atavismer. Organer, der har mistet deres oprindelige oprindelse, kaldes vestigiale. indledende funktion, men fortsætter i kroppen. Eksempler på rudimenter omfatter: hos mennesker, som udfører fordøjelsesfunktionen hos drøvtyggende pattedyr; bækkenknoglerne fra slanger og hvaler, som ikke udfører nogen funktion for dem; coccygeal hvirvler hos mennesker, som anses for at være rudimenterne af halen, som vores fjerne forfædre havde. kalder manifestationen i organismer af strukturer og organer karakteristiske for forfædres former. Klassiske eksempler Atavismer er multi-nipple og tailedness hos mennesker.
Palæontologisk– mange dyrs fossile rester kan sammenlignes med hinanden, og ligheder kan påvises. Baseret på undersøgelse af fossile rester af organismer og sammenligning med levende former. De har deres fordele og ulemper. Fordelene inkluderer muligheden for at se på egen hånd, hvordan denne gruppe af organismer ændrede sig forskellige perioder. Ulemper omfatter, at palæontologiske data er meget ufuldstændige på grund af mange årsager. Disse omfatter såsom hurtig reproduktion af døde organismer af dyr, der lever af ådsler; organismer med blød krop er ekstremt dårligt bevaret; og endelig, at kun en lille del af de fossile rester bliver opdaget. I lyset af dette er der mange huller i palæontologiske data, som er hovedobjektet for kritik fra modstandere af evolutionsteorien.
Naturen forbedrer sig hele tiden. Men evolutionære ændringer gå ekstremt langsomt frem. I forhold til menneskeliv, selvfølgelig. Kun over milliarder af år af Jordens eksistens var naturen i stand til at opnå en sådan perfektion og mangfoldighed af liv, som vi ser nu.
Darwin foreslog, at evolutionens drivkræfter eller faktorer, der påvirker udviklingen af levende natur, er:
- arvelighed og variabilitet af individer af en art;
Arvelighed og variabilitet
Det er kendt, at individer af samme art ligner hinanden, men stadig ikke er ens. De adskiller sig lidt med hensyn til udseende og indre struktur, adfærd. Disse forskelle kan påvirke muligheden for at overleve. Flere chancer de individer, der overlever og efterlader afkom, har funktioner som svarer til levestedet. Disse ændringer kan arves af afkom. Som et resultat stiger antallet af individer med sådanne egenskaber i den næste generation.
Kamp for tilværelsen
Naturlig selektion
Kampen for tilværelsen fører til naturlig udvælgelse - præferentiel overlevelse og reproduktion af mere tilpassede individer af arten og død af mindre tilpassede.
Virkningen af naturlig udvælgelse i løbet af mange generationer fører til akkumulering af små nyttige arvelige ændringer og dannelsen af tilpasninger af organismer til deres miljø.
Pindsvinet er indbygger i europæiske skove og har skarpe rygsøjler, der tjener som beskyttelse mod rovdyr. Deres fremkomst er resultatet af naturlig udvælgelse. Selv en let hærdning af huden kan hjælpe med at overleve fjerne forfædre pindsvin I mange generationer havde individer med mere udviklede rygsøjler en fordel i kampen for tilværelsen. Det var dem, der kunne efterlade afkom og give deres arvelige ændringer videre til dem. Efterhånden spredes nye nyttige egenskaber inden for arten og alle individer europæisk pindsvin blev ejere af torne.
Skuespiller lang tid, evolutionens drivkræfter fører til dannelsen af tilpasninger af levende organismer til forskellige miljøforhold, til transformation af nogle arter til andre, til fremkomsten af mere komplekse livsformer på grundlag af enklere.
Tilpasning (tilpasningsevne)
Tilpasninger er træk ved levende organismer, takket være hvilke de findes i naturen. Nyttige egenskaber, der opstår i individuelle organismer som følge af variabilitet, hjælper dem med at overleve i kampen for tilværelsen. Disse egenskaber bevares som et resultat af naturlig udvælgelse og nedarves af efterkommere. Generation efter generation ændrer dyrs og planters egenskaber sig således gradvist til det bedre for dem. evolutionære ændringer. Og derfor er alle levende organismer så godt tilpasset de forhold, de lever under.
Speciation
Speciation er resultatet af evolution. I løbet af mange generationer kan en population være isoleret fra andre populationer af en given art (f.eks. placeret i stor afstand fra dem). I lang tid fører naturlig selektion til ophobning af mange forskelle mellem de isolerede og andre populationer.
Som et resultat mister individer fra forskellige populationer evnen til at krydse og producere afkom. Fremkomsten af uoverstigelige biologiske barrierer for krydsning fører til artsdannelsesprocessen.
Speciation førte til fremkomsten af to typer ræve - den almindelige ræv og korsakræven. I nord begunstigede naturlig udvælgelse overlevelsen af de største individer (end større størrelse krop, jo mindre varme taber kroppen). Som et resultat blev arten almindelig ræv dannet. I de sydlige regioner var naturlig selektion tværtimod rettet mod at bevare de mindste individer (end mindre størrelse krop, jo mere varme afgiver kroppen uden overophedning). Som et resultat blev arten Corsac-ræv dannet.
Til dato er biologisk evolution blevet fuldt bekræftet baseret på videnskabelige fakta, akkumuleret i forskellige brancher biologisk videnskab. Evidens for evolution er baseret på en komparativ undersøgelse af ydre og indre struktur, udvikling og livsprocesser moderne repræsentanter gamle uddøde arter. Til dette formål er der videnskabeligt baserede cytologiske,
Det naturlige fænomen med ændringer i populationer, arter, højere taxa, biocenoser, flora og fauna, gener og karakteristika over tid gennem jordens historie.
Videnskabelige evolutionsteorier forklarer, hvordan evolution opstår og dens mekanismer.
generelle karakteristika
Strengt taget er biologisk evolution processen med forandring over tid i arvelige egenskaber eller adfærden hos en population af levende organismer. Arvelige milepæle er indkodet i en organismes genetiske materiale (normalt DNA). Evolution, ifølge den syntetiske evolutionsteori, er primært en konsekvens af tre processer: tilfældige mutationer af genetisk materiale, tilfældig genetisk afvigelse (eng. genetisk drift) og ikke tilfældig naturlig udvælgelse inden for grupper og arter.
Naturlig selektion, en af de processer, der styrer evolutionen, skyldes forskelle i chancerne for reproduktion mellem individer i en befolkning. Dette følger nødvendigvis af følgende fakta:
- Naturlig, arvelig variation findes inden for grupper og mellem arter
- Organismer er overnaturlige (antallet af afkom overstiger grænsen for garanteret overlevelse)
- Organismer er fremragende i deres evne til at overleve og regenerere
- I enhver generation vil de, der reproducerer med succes, nødvendigvis videregive deres arvelige træk til den næste generation, mens mislykkede reproducere ikke gør dette.
Hvis egenskaber øger den evolutionære egnethed hos de individer, der bærer dem, så er disse individer mere tilbøjelige til at overleve og formere sig end andre organismer i befolkningen. På denne måde videregiver de flere kopier af succesrige arvede egenskaber til næste generation. Et tilsvarende fald i fitness på grund af skadelige produkter fører til deres eksistens. Over tid kan dette føre til tilpasning: den gradvise ophobning af nye (og bevarelsen af eksisterende), som generelt tilpasser befolkningen af levende organismer til deres miljø og økologiske niche.
Selvom naturlig udvælgelse ikke er tilfældig i sin handlingsform, har andre lunefulde kræfter det stærk indflydelse om evolutionsprocessen. I seksuelt reproducerende organismer fører tilfældig genetisk variation til arvelige, der bliver ret almindelige blot ved tilfældigheder og tilfældig parring. Denne formålsløse proces kan være påvirket af naturlig udvælgelse i visse situationer(især i små grupper).
I forskellige miljøer kan naturlig selektion, tilfældige genetiske variationer og en lille smule tilfældighed i de mutationer, der opstår og fortsætter, forårsage forskellige grupper(eller dele af en gruppe) udvikler sig i forskellige retninger. Givet nok uenighed, kan to grupper af seksuelt reproducerende organismer blive forskellige nok til at dannes individuelt syn, især hvis evnen til interspecifik krydsning mellem to grupper går tabt.
Eksperimenter viser, at alle levende organismer på Jorden har en fælles forfader. Denne konklusion blev lavet baseret på den totale tilstedeværelse af L-aminosyrer i proteiner, tilstedeværelsen af total genetisk kode i alle levende væsener, muligheden for klassificering ved nedarvning i kategorier, indlejret, homologi af DNA-sekvenser og fælles biologiske processer.
Selvom de første omtaler af ideen om evolution går tilbage til nyere tid, moderne form hun erhvervede i Alfred Wallace og Charles Darwins skrifter i deres fælles papir ved Linnean Society i London (Linnean Society of London) og senere i Darwins On the Origin of Species (1859). I 1930'erne. Syntetisk teori evolution kombinerede evolutionsteori med Gregor Mendels genetik.
Udviklingen af organismer sker på grund af ændringer i arvelige egenskaber. For eksempel er en persons øjenfarve en arvelig egenskab, som en person modtager fra sine forældre. Arvelige egenskaber styres af gener. Sæt af gener for en organisme er dens genotype.
Sættet af alle karakteristika, der danner strukturen og adfærden af en organisme, kaldes en fænotype. Disse egenskaber opstår som et resultat af interaktionen mellem den pågældende organismes genotype og betingelserne ydre miljø. Det vil sige, at ikke alle fænotypiske træk ved en organisme er nedarvet. For eksempel er garvning forårsaget af samspillet mellem en persons genotype med sollys, på denne måde falmer brunfarven ikke. Generelt bruner folk forskelligt baseret på deres genotype. For eksempel har nogle mennesker et arveligt træk som albinisme. Albinoer soler sig ikke og er meget følsomme overfor solstråling- De bliver let solskoldede.
Årsager til evolution
Matrixkopiering med fejl
Grundlaget for liv på Jorden er processen med at kopiere molekyler nukleinsyrer- DNA og RNA. Kopieringsprocessen udføres efter matrixprincippet om komplementaritet: Et nukleinsyremolekyle kan danne et par for sig selv, og fra dette parrede molekyle aflæses et molekyle, der er identisk med det originale. DNA- og RNA-molekyler er således i stand til ubegrænset reproduktion.
Ved kopiering vil der helt sikkert opstå fejl på grund af ufuldkommenheder i replikeringssystemet. Gennem disse fejl indeholder kopier af DNA og RNA små forskelle, som dog øges over tid. Denne proces med selvskabelse med forandringer kaldes konvariant redupikation.
Nogle livløse systemer, for eksempel krystaller eller nogle kemiske kredsløb, er i stand til ubegrænset reproduktion med fejl. Men levende ting er forskellige ved, at de kan overføre disse fejl uændret til efterfølgende generationer. Disse fejl eller mutationer ændres praktisk talt ikke fysisk-kemiske egenskaber molekyler af nukleinsyrer, men påvirker den information, som levende organismer læser fra dem. Levende organismer udviser således arvelighed og variabilitet i deres egenskaber, som henholdsvis ledes af kopiering og mutationer i nukleinsyremolekyler.
Homeostase og stabilitet af ontogeni
Den konstante reproduktion af DNA med fejl fører til, hvad der er til stede i hvert molekyle genetisk informationændrer sig meget over tid. Moderne levende organismer har systemer til at beskytte mod for store ændringer i nukleotidsekvensen af DNA-molekylet. Disse omfatter reparationsenzymer, suppressorer af mobile genomelementer, antivirale forsvarsmekanismer etc.
Generne bliver dog stadig givet videre til næste generation med nogle ændringer, med det resultat, at en population af levende organismer af samme art normalt ikke indeholder individer, hvori hele DNA-sekvensen er den samme. Samtidig er fænotypisk variabilitet ofte mindre end genetisk variabilitet, da interaktioner mellem forskellige gener i ontogenese undertrykker indflydelsen af ændringer i individuelle gener. Således opnår flercellede organismer stabilitet individuel udvikling, fører til bevarelse af artsnormen.
Selektiv overlevelse og reproduktion
RNA- og DNA-molekyler samt levende organismer formerer sig med varierende effektivitet afhængig af deres egne egenskaber og miljøforhold. Organismer kan dø, før de når tidspunktet for reproduktion, og de, der overlever, forlader forskellige mængder efterkommere. De organismer, der overlevede og reproducerede sig effektivt, var i stand til at gøre dette af to grupper af årsager: deres genvarianters overholdelse af miljøforhold eller en kombination af omstændigheder, der ikke var relateret til allelernes "kvalitet". Ifølge den første gruppes indflydelse på fordelingen af alleler i en befolkning beskrives den ved begrebet naturlig selektion og af den anden gruppe ved begrebet genetisk drift.
Naturlig selektion
Naturlig selektion er den selektive overlevelse (langtidsoverlevelse) og reproduktion af individer i en population, der er mest tilpasset miljøforhold. Jo mere tilpasset en plante eller et dyr er, jo mere sandsynligt hendes overlevelse til den reproduktive alder, samt jo flere afkom hun vil efterlade. Fitness afhænger af tilstedeværelsen i individets genotype af alleler af gener, der bidrager til overlevelse og reproduktion. Da alle organismer i en population har forskellige genotyper, hvornår stabile forhold antallet af bærere af gen-alleler, der er mere fordelagtige under disse forhold, vil stige over generationer.
Derudover skaber miljøforhold konkurrence om overlevelse og reproduktion mellem organismer. På grund af dette overfører organismer, der besidder alleler, der giver dem en fordel i forhold til deres konkurrenter, disse alleler til deres afkom. Alleler, der ikke giver denne fordel, videregives ikke til efterfølgende generationer.
Genetisk drift
Genetisk drift er en proces med ændringer i allelfrekvens, der er forårsaget af årsager, der ikke er relateret til allelers indflydelse på individers fitness. Derfor betragtes genetisk drift som en neutral mekanisme i udviklingen af gener og populationer. Forholdet mellem påvirkningen af naturlig selektion og genetisk drift i en population varierer afhængigt af selektionskraften og den effektive størrelse af populationen (antallet af individer, der er i stand til at formere sig). Naturlig udvælgelse spiller normalt stor rolle i store populationer, og genetisk drift er fremherskende i små. Overvægten af genetisk drift i små populationer kan endda føre til fiksering af skadelige mutationer. Som følge heraf kan ændringer i befolkningsstørrelsen ændre udviklingsforløbet væsentligt. Flaskehalseffekten, når bestanden falder kraftigt og som følge heraf går tabt genetisk mangfoldighed, fører til større homogenitet af populationer.
Generel udviklingsforløb
De første spor af liv på Jorden er dateret for 3,5-3,8 milliarder år siden. Disse er resterne af prokaryot liv - stromatolitter. For omkring 3 milliarder år siden dukkede de første fotosyntetiske stoffer op, som var cyanobakterier. De første eukaryoter dukkede op for omkring 1,6-1,8 milliarder år siden. Det fører til " iltkatastrofe"- en kraftig stigning i iltkoncentrationen i jordens atmosfære. Flercellede eukaryoter opstod mange gange i forskellige grupper Men de første pålidelige fossiler dateres tilbage til omkring 750 millioner år siden (kryogenisk periode), og fremkomsten af forskellig oceanisk biota er forbundet med den vendiske periode (Ediacaran biota, for omkring 600 millioner år siden). Forekomsten af skeletdyr og deres rige rester fandt sted i den kambriske periode for omkring 550-520 millioner år siden. Så dukkede flertallet op moderne typer dyr.
I den siluriske periode kom planter først på land. I Devon bosatte de første padder og leddyr sig på land. Den permiske periode gav anledning til krybdyr, der dominerede Jorden gennem hele mesozoikumtiden. Flere grupper af terapeutiske krybdyr udviklede sig yderligere til pattedyr. I kridtperioden dukkede fugle op, og blomstrende planter begyndte at blomstre. I Cenozoic æra Pattedyr dominerede, og insekter blomstrede også. I antropocæn gav en af grupperne af primater, hominider, anledning til menneskelig evolution. I Pleistocæn-Holocæn bliver mennesket geologisk kraft, hvilket påvirker udviklingen af hele biosfæren.
Evolutionens egenskaber
Livets udviklingsforløb afslører flere tværgående mønstre, der er objektive og ofte beskrevet matematisk. Evolutionsbiologiske studier yderligere mekanismer evolution eller nye muligheder for implementering af de oprindelige principper, som vil give os mulighed for grundlæggende at forstå essensen af disse mønstre. Evolutionens hovedegenskaber er som følger: fremkomsten af organismer tilpasset miljøet, morfo-funktionelle fremskridt, fremkomsten af nye organer og strukturer (fremkomst), overgangen til seksuel reproduktion, udryddelse af arter, væksten af biodiversitet.
Tilpasning
Moderne arter ser ud til at være godt tilpasset det miljø, de eksisterer i. Samtidig er tilpasninger begrænset til det miljø, hvor de normalt bruges: når organismen flytter ind nyt miljø han bliver ofte fuldstændig utilpasset eller i det mindste mindre tilpasset end de "indfødte" indbyggere under andre forhold. Før optræden evolutionært billede verden, den ret klare overensstemmelse mellem en organismes egenskaber og forholdene i dens "hjemmehørende" miljø forbløffede forskere så, at de betragtede det som en konsekvens af overnaturlige kræfters virkning. Tilpasning er dog en næsten nødvendig konsekvens af evolutionen, da organismer, der er mindre tilpasset miljøforhold, yder et stadig mindre bidrag til befolkningens genetiske mangfoldighed på grund af naturlig selektion. Samtidig afhænger oprindelsen af selve tilpasningerne ikke nødvendigvis af selektion, men kan være en sidekonsekvens af andre tilpasninger eller endda et sammenfald af omstændigheder (en konsekvens af genetisk drift).
Fremskridt og autonomi
Under evolutionen giver anucleate bakterieceller anledning til komplekse eukaryote celler. Eukaryoter erhverver efterfølgende multicellularitet og danner væv og organer. Dyr udvikler sig nervesystem, har kompleks adfærd, der giver dem mulighed for at overleve i mange miljøer. Mennesket har, som dyrenes evolutionens højdepunkt, opnået evnen til at leve i ethvert miljø, inklusive udenjordiske.
Fremkomst
I løbet af evolutionen sker der ofte rekombination af dele af organismer og gener, hvilket ændrer funktionen af gamle strukturer. Nogle processer og dele af organismer opstod dog for første gang. Fotosyntese i cyanobakterier, DNA-replikationsproteiner, translationsapparater, fiskeskæl og lignende.
Diecy
De første dyr var hermafroditter, og blandt de højere hermafroditter er der næsten ingen hermafroditter.
Sex og rekombination
I aseksuelle organismer gener nedarves sammen (de vaccineret) og blandes ikke med gener fra andre individer under reproduktion. Efterkommere af seksuelle organismer indeholder en tilfældig blanding af deres forældres kromosomer på grund af uafhængig sortering. Under den relaterede proces med homolog rekombination udveksler seksuelle organismer DNA mellem to homologe kromosomer. Rekombination og uafhængig sortering ændrer ikke frekvenserne af alleler, men de ændrer deres tilknytning til hinanden og producerer afkom med nye kombinationer af alleler. Køn øger generelt genetisk variation og kan øge udviklingshastigheden. Aseksualitet kan dog have fordele i visse miljøer, fordi den har re-udviklet sig i nogle organismer. Aseksualitet kan tillade to sæt alleler i det divergumate-genom og som følge heraf føre til fremkomsten af nye funktioner. Rekombination tillader lige store alleler, der findes sammen, at blive arvet uafhængigt. Hyppigheden af rekombination er imidlertid lav (ca. to hændelser pr. kromosom pr. generation). Som et resultat er gener, der er placeret i nærheden på det samme kromosom, ikke altid adskilt fra hinanden under processen med genetisk rekombination og har tendens til at blive nedarvet sammen. Dette fænomen kaldes genbinding. Genbinding vurderes ved at måle hyppigheden af to alleler på det samme kromosom (en måling af genbindingsuligevægt). Et sæt alleler, der har tendens til at falde sammen, kaldes en haplotype. Dette er vigtigt, når en af allelerne af en bestemt haplotype giver en stor fordel i kampen for tilværelsen: positiv naturlig selektion vil føre til selektiv oprensning (Engelsk) Selektiv sweep), hvilket vil føre til, at frekvensen af andre alleler af denne haplotype også vil stige. Denne effekt kaldes genetisk blaffe. Når alleler ikke kan adskilles ved rekombination (for eksempel på Y-kromosomet hos pattedyr), så ophobes skadelige mutationer (cm. Mueller skralde). Ved at ændre kombinationer af alleler, seksuel reproduktion fører til fjernelse af skadelige og spredning af gavnlige mutationer i befolkningen. Derudover kan rekombination og gensortering give organismer nye gavnlige kombinationer af gener. Men denne her positiv effekt afbalanceret af det faktum, at sex reducerer reproduktionshastigheden (cm. Udviklingen af seksuel reproduktion) og kan forårsage ødelæggelse af fordelagtige genkombinationer. Årsagerne til udviklingen af seksuel reproduktion er stadig ikke helt klare, og dette spørgsmål er stadig et aktivt forskningsområde på området evolutionær biologi. Det stimulerede nye ideer om evolutionens mekanismer, såsom Red Queen-hypotesen.
Udryddelse
Der har været mange gange i Jordens historie masseudryddelser levende organismer. Disse var udryddelserne på grænsen mellem de vendiske og kambriske perioder, hvor den ediakariske biota døde, perioderne perm og trias, kridttid og eocæn. Efter massedød gamle grupper af organismer begyndte at blomstre de grupper, der overlevede udryddelse. Udryddelser i mindre skala, såsom post-glacial udryddelse af store pattedyr efter den sidste istid, også føre til ændringer i grupper af organismer. Mennesker har ført til udryddelse af arter, der er mest sårbare over for dets menneskeskabte aktiviteter.
Øget biodiversitet
Palæontologiske fund viser, selvom de er ufuldstændige og begrænsede, en stigning i biodiversiteten både i havet og på landjorden.
Evolutionsniveauer
På forskellige niveauer Organisationer af levende egenskaber af evolution og dens mekanismer spiller forskellige roller.
- genetiske
- genomisk
- befolkning
- arter
- taksonisk
- økosystem
- biosfære
Mutationer
Genetisk variation opstår på grund af tilfældige mutationer, der forekommer i organismers genomer. Mutationer er ændringer i sekvensen af DNA-nukleotider forårsaget af radioaktiv stråling, vira, transposoner, kemiske mutagener og kopieringsfejl, der opstår under meiose eller DNA-replikation. Disse mutagener producerer flere forskellige typerændringer i sekvensen af DNA-nukleotider: de kan ikke have nogen effekt, ændre genproduktet eller endda stoppe genet i at fungere. Undersøgelser af frugtfluer har vist, at hvis mutationer forårsager ændringer i et protein, der er kodet af et bestemt gen, vil konsekvenserne sandsynligvis være skadelige. Cirka 70% af sådanne mutationer fører til visse lidelser, resten er neutrale eller gavnlige. Da mutationer ofte har en skadelig virkning på celler, har organismer i evolutionsprocessen udviklet DNA-reparationsmekanismer, der eliminerer mutationer. Den optimale mutationshastighed er således et kompromis mellem omkostningerne ved at betale for en høj frekvens af skadelige mutationer og omkostningerne ved metaboliske omkostninger (for eksempel syntesen af reparationsenzymer) for at reducere denne frekvens. Nogle organismer, såsom retrovira, har så høj en mutationsrate, at næsten hver eneste af deres efterkommere vil have et muteret gen. Denne høje mutationshastighed kan være en fordel, fordi disse vira udvikler sig meget hurtigt og dermed undgår immunsystemets reaktioner.
Mutationer kan involvere store strækninger af DNA, såsom genduplikationer, som giver råmaterialet til udviklingen af nye gener. Hos dyr forekommer der i gennemsnit duplikationer af ti til hundredvis af gener hver million år. De fleste gener, der deler en fælles forfader, tilhører den samme genetisk familie. Nye gener dannes på flere måder, generelt gennem duplikering af forfædres gener eller gennem rekombination af dele af forskellige gener, hvilket resulterer i dannelsen af nye kombinationer af nukleotider med nye funktioner. Nye gener danner nye proteiner med nye funktioner. For at danne strukturerne i det menneskelige øje, der er ansvarlige for perceptionen af lys, bruges fire gener: tre til farvesyn (kegler) og et til nattesyn (stænger), alle disse gener stammer fra ét forfædres gen . En anden fordel ved at duplikere et gen, eller endda et helt genom, er, at det øger redundansen (redundansen) af genomet; dette tillader ét gen at erhverve nye funktioner, mens en kopi af det gen udfører den oprindelige funktion. Ændringer i kromosomerne kan opstå som følge af store mutationer, når DNA-segmenter i et kromosom adskilles og derefter genindsættes et andet sted på kromosomet. Nariklad, to kromosomer af slægten Homo fusioneret til at danne humant kromosom 2. Denne fusion fandt ikke sted i den fylogenetiske serie af andre aber, det vil sige, at de har disse kromosomer adskilt. Den vigtigste rolle Sådanne kromosomale omlejringer i evolutionen fremskynder divergensen af populationer med dannelsen af nye arter på grund af det faktum, at der forekommer færre krydsninger mellem befolkninger.
DNA-sekvenser, der kan bevæge sig rundt i genomet (Transposable genetiske elementer), såsom transposoner, dannes mest genetisk materiale genetisk materiale fra planter og dyr og er vigtige i udviklingen af genomer. For eksempel er mere end en million Alu-sekvenser til stede i det menneskelige genom, og disse sekvenser tjener nu til at regulere genekspression. En anden effekt af disse mobile DNA'er er, at de kan forårsage mutationer i eksisterende gener, eller endda fjerne dem, og dermed øge den genetiske diversitet.
Problemet med livets oprindelse
Den katolske kirkes anerkendelse af evolution
Den katolske kirke anerkendte latin i pave Pius XII's encyklika. Humani Generis, at evolutionsteorien kan forklare oprindelsen af det menneskelige legeme (men ikke hans sjæl), hvilket dog kræver forsigtighed i dømmekraften og kalder evolutionsteorien for en hypotese. 1996 Pave Johannes Paul II bekræftede i et brev til Det Pavelige Videnskabsakademi accepten af teistisk evolutionisme som en gyldig position for katolicismen, idet han udtalte, at evolutionsteorien er mere end en hypotese. Derfor, blandt katolikker, bogstavelig, ung-jord, flydende kreationisme (J. Keene kan nævnes som et af de få eksempler). Læner sig mod teistisk evolutionisme og teorien om "intelligent design", katolicismen, repræsenteret af dens højeste hierarker, herunder den valgte pave i 2005 Benedikt XVI afviser dog bestemt materialistisk evolutionisme.