Evoluție: fapte despre procesele care modelează diversitatea vieții de pe Pământ

Cum funcționează evoluția?

Evoluția prin selecție naturală este în cazul în care o trăsătură este eliminată sau devine mai comună într-o populație, în funcție de cât de bine trăsătura ajută organismele (ființe vii) să supraviețuiască și să se reproducă. Trei ingrediente cheie în selecția naturală sunt variația, moștenirea și competiția.

În primul rând, există variaţie. De exemplu, unii lei sunt mai mari sau mai mici, au coama mai lungă sau mai scurtă, sunt mai agresivi sau precauți și așa mai departe. Fiecare populație de organisme are variații în aproape orice trăsătură pe care ți-o poți imagina. Trăsăturile sunt codificate prin gene în ADN, o moleculă găsită în fiecare celulă vie care oferă instrucțiuni despre cum să se dezvolte, să trăiască și să se reproducă. Trăsăturile variază în cadrul unei populații, parțial pentru că atunci când ADN-ul este copiat, uneori unele dintre literele din cod sunt modificate – un proces numit mutație.

Urmează moştenire. Multe dintre aceste variabile trăsăturile sunt moștenite. Genele sunt transmise de la o generație la alta prin reproducere.

În cele din urmă, există concurenţă. Fiecare creatură dintr-o populație concurează cu ceilalți din grupul lor pentru hrană, adăpost, resurse și pereche.

Iată cum toate aceste ingrediente lucrează împreună.

Pentru a supraviețui, un organism trebuie să fie bine adaptat mediului său. De exemplu, o plantă din deșertul Mojave trebuie să se descurce cu foarte puțină apă, în timp ce un copac din pădurea tropicală amazoniană trebuie să-și țină frunzele să nu se îmbolnăvească.

Cei cu o trăsătură care se potrivește mai bine mediului lor – să zicem, un cactus care are nevoie de mai puțină apă în deșert – au mai mult succes în competiția pentru resurse, adăpost, hrană și pereche.

Este mai probabil să supraviețuiască și să se reproducă decât omologii lor fără această trăsătură. Progeniturile lor moștenesc aceste trăsături care le oferă un avantaj față de rivalii lor, continuând ciclul evoluției.

În cele din urmă, mai mulți dintre membrii populației poartă trăsătura care le oferă un avantaj în supraviețuire și reproducere. Aceasta este evoluția pe scurt.

Evoluția explică cum specii apar și se schimbă în timp. În timp ce oamenii de știință au descris între 1 milion și 2 milioane de speciiei știu că le lipsesc multe. Ar putea fi 9 milioane – sau chiar până la un trilion – specii de pe Pământ.

Este evoluția complet aleatorie?

Selecția naturală necesită variație, iar variația în cadrul unei populații provine în mare parte din mutațiile ADN.

Majoritatea mutațiilor sunt aleatorii, dar unele zone ale ADN-ului ar putea muta mai ușor decât alții.

La oameni, copiii se nasc de obicei cu aproximativ 60 de noi mutațiisau modificări ADN pe care părinții lor nu le-au avut.

Diferite forme de viață au rate diferite de mutație și există întotdeauna unele greșeli. Majoritatea acestor mutații nu afectează organismul într-un mod vizibil. (Acestea se numesc mutații neutre.) Dar uneori, mutațiile pot face mai ușor sau mai greu pentru un organism să supraviețuiască sau să se reproducă. Aici intervine selecția naturală.

Dacă o mutație ajută un organism să concureze mai bine, este mai probabil să supraviețuiască și să transmită mutația benefică descendenților săi. Pe de altă parte, dacă o mutație îngreunează supraviețuirea sau reproducerea, este mai puțin probabil ca mutația să fie transmisă.

Deci, în timp ce mutațiile apar în mare parte aleatoriu, evoluția nu este întâmplătoare.

Cu toate acestea, selecția naturală nu este perfectă, iar mutațiile care nu au efecte negative sau foarte mici pot rămâne într-o populație.

De exemplu, o mulțime de oamenii au molari de minte care ne-a ajutat cândva să mărunțim plantele din dieta noastră, dar acum înghesuim în principal alți dinți și, de obicei, trebuie să fie trase. Dar pentru că a avea molari de minte nu îngreunează supraviețuirea sau reproducerea, ea nu a fost încă îndepărtată.

Cât durează evoluția?

De obicei, evoluția este gândită ca un proces care are loc pe parcursul a mii sau milioane de ani, dar unele organisme pot evolua în decurs de zile. Rata evoluției depinde de mai mulți factori.

În primul rând, organismele care se reproduc rapid evoluează mai repede, deoarece evoluția are loc prin modificări moștenite, fiecare generație diferând ușor față de ultima. De-a lungul timpului, aceste mici schimbări se adaugă la diferențe mari.

În al doilea rând, dimensiunea populației contează. Populațiile mai mari sunt mai susceptibile să aibă cel puțin un individ cu mutații care afectează supraviețuirea sau reproducerea. Apoi selecția naturală fie le îndepărtează, fie face genele mai comune, în funcție de faptul că sunt bune sau rele pentru o specie.

Rata mutațiilor influențează și viteza de evoluție. Mai multe mutații înseamnă mai multe șanse de a evolua, dar pentru că majoritatea mutațiilor sunt neutre sau dăunătoare, organismele dezvoltă adesea proteine ​​pentru a remedia greșelile de copiere a ADN-uluiceea ce menține rata de mutație scăzută. Lumina soarelui, substanțele chimice și factorii legați de trucurile de corectare a erorilor diferitelor specii pot afecta cu toții cât de repede se mută genele.

În cele din urmă, mediul joacă un rol critic în rata de evoluție. În condiții dure, selecția naturală îndepărtează rapid indivizii care nu sunt potriviti pentru mediul lor, conducând la schimbări evolutive mai rapide.

Acești factori înseamnă că organismele mici care își fac copii rapid, cum ar fi bacteriile, evoluează mult mai repede decât cele mari, care necesită mult timp pentru a se reproduce, cum ar fi elefanții. Această evoluție rapidă a organismelor microscopice poate ajuta oamenii de știință să studieze adaptarea prin experimente de laborator.

Care este teoria evoluției a lui Lamarck?

Charles Darwin ne vine în minte când ne gândim la teoria evolutiei.

Dar înainte ca Darwin să-și publice lucrarea revoluționară în 1859, alți oameni de știință încercau deja să explice diversitatea vieții de pe Pământ. Un astfel de om de știință a fost Jean-Baptiste Lamarckun cercetător francez care a propus o altă teorie a evoluției cu 50 de ani înainte ca Darwin să-și publice lucrarea.

Lamarck credea că trăsăturile sau caracteristicile care au fost folosite mai des vor deveni mai puternice și mai mari, în timp ce cele care nu au fost folosite vor dispărea treptat. De asemenea, a crezut că orice trăsătură care a fost îmbunătățită prin utilizare ar putea fi transmisă descendenților.

Un exemplu des folosit este girafa. Conform teoriei evoluției lui Lamarck, girafele au gâtul lung, deoarece strămoșii lor s-au întins constant pentru a ajunge la frunzele sus în copaci, făcându-le gâtul mai lung. El credea că această întindere a dus la gâturi mai lungi, care au fost transmise generației următoare.

Acum știm asta asta nu este corectși prin mutații genetice natura selectează cele mai de succes lungimi ale gâtului din populație.

Dar ideile lui Lamarck au fost încă o piatră esențială care a inspirat ideile lui Darwin despre selecția naturală.

Care sunt diferitele tipuri de evoluție?

Evoluția poate produce diferite modele în timp. Putem eticheta cele trei modele principale ca evoluție divergentă, convergentă și paralelă.

Evoluția divergentă are loc atunci când populațiile înrudite devin din ce în ce mai diferite unele de altele, pe măsură ce se adaptează la medii diferite. Acest lucru poate duce uneori la formarea de noi specii. The Cintezele din Galapagos care l-au ajutat pe Darwin să-și formeze teoriile despre evoluție sunt un exemplu clasic: la început, aceste păsări cântătoare erau doar o singură specie. Dar, de-a lungul timpului, păsările din diferite insule au evoluat diferite forme de cioc – de la lung la scurt și curbat la drept – pentru a mânca mai bine hrana de pe acele insule. Biologii pot vedea chiar că această transformare se întâmplă în timp real când modelele de precipitații ale insulei se schimbă.

Evoluție convergentă apare atunci când organismele neînrudite încep să arate sau să acționeze mai mult ca unele cu altele, deoarece trăiesc în medii similare sau trebuie să facă față acelorași tipuri de provocări pentru a supraviețui și a se reproduce. De exemplu, delfinii și rechinii au corpuri aerodinamice care îi ajută să înoate bine în apă. Cu toate acestea, delfinii au evoluat dintr-un mamifer asemănător lupului numit Pakicetus în urmă cu aproximativ 50 de milioane de ani, în timp ce rechinii au evoluat din strămoșii lor, pești acum 450 de milioane de ani. Acest model poate crea iluzia că animalele au un strămoș comun mai recent decât îl au de fapt.

Evoluția paralelă este similară cu evoluția convergentă, dar implică specii înrudite cu ascendență comună recentă. În evoluție paralelă, speciile strâns înrudite care trăiesc separate în mod independent dezvoltă trăsături similare atunci când se confruntă cu provocări similare de mediu. De exemplu, strămoșii vieții centipedele nu au făcut venin. Dar multe specii de centipede au evoluat separat veninul, ceea ce indică faptul că le-a fost de ajutor.

Primiți cele mai fascinante descoperiri din lume direct în căsuța dvs. de e-mail.