Ewolucja

Cztery z 15 gatunków zięb z Galapagos Darwina, z których wszystkie wyewoluowały ze wspólnego przodka. Zgodnie z ruchem wskazówek zegara od lewego górnego rogu:Geospiza magnirostris,G. fortis,Certhidea olivaceaiDziecko Camarhynchusa
Wszyscy jesteśmy tutaj Homo
Ewolucja
Icon evolution.svg
Powiązane hominidy
Stopniowa nauka
  • Hipoteza biegu wytrzymałościowego
  • Eva Jablonka
  • Selekcja społeczna
  • Podróż, która wstrząsnęła światem
Zwykły Monkey Business
Żyj, rozmnażaj się, umieraj
Biologia
Ikona bioDNA.svg
Życie, jakie znamy
  • Genetyka
  • Ewolucja
  • Podstawowa jednostka życia: komórka
  • Zoologia
  • Botanika
Dziel i rozmnażaj
Greatest Great Apes
Ta strona dotyczy ewolucji biologicznej. Jeśli interesują Cię inne zastosowania tego słowa, proszę zajrzeć do słownika. Lub zobacz sekcję Ewolucja niebiologiczna poniżej.
Jest w tym spojrzeniu na życie z jego kilkoma mocami, które zostały pierwotnie tchnięte w kilka form lub w jedną; i że podczas gdy ta planeta krążyła zgodnie z ustalonym prawem grawitacji, z tak prostego początku ewoluowały i nadal powstają nieskończone formy najpiękniejsze i najwspanialsze.
- Karol Darwin , O pochodzeniu gatunków

Ewolucja odnosi się do zmiany dziedziczonych cech populacji biologicznej z pokolenia na pokolenie. Wszystko gatunki na Ziemi powstały dzięki mechanizmowi ewolucji, poprzez pochodzenie od wspólnych przodków . Ewolucja zachodzi w miarę gromadzenia się zmian przez pokolenia. Charles Darwin rozpoznał ewolucję wg naturalna selekcja , zwane także `` zejściem z modyfikacją '', jako podstawowy proces leżący u podstaw całego życia, niezależnie od tego, czy patrzy się na dużą skalę ponad poziom gatunku ( makroewolucja - pod względem tworzenia nowych gatunków, zmian w rodowodach i wymierania) lub na małą skalę w obrębie gatunku ( mikroewolucja - pod względem zmiany częstotliwości genów). W skrócie, ewolucję poprzez dobór naturalny można uprościć do następujących zasad:


  • Zmienność : osobniki w populacji wykazują różnice w formie, fizjologii i zachowaniu.
  • Sprawność różnicowa : różnice między osobnikami wpływają na różne wskaźniki przeżywalności i reprodukcji.
  • Dziedziczność : różnice w sprawności mogą przenosić się na kolejne pokolenia.

W nowoczesnym genetyczny terminologia, zmienność cech w populacji to wyrażenie ( fenotyp ) cech dziedzicznych ( geny ), które (przynajmniej na Ziemi) są przechowywane w DNA (lub czasami w RNA lub w białka ). Zmienność cech ostatecznie wywodzi się z mutacja , a nowe kombinacje genów są nieustannie produkowane przez rekombinacja jako część rozmnażania płciowego. Wynikiem doboru naturalnego jest dostosowanie , jak „ręka w rękawicy”, która łączy organizm z otoczeniem. Na ewolucję, definiowaną w genetyce populacji jako zmianę częstości genów w populacji, mogą wpływać inne procesy poza doborem naturalnym, w tym dryf genetyczny (zmiany losowe, szczególnie w małych populacjach) i przepływ genów (w którym nowe geny wchodzą do populacji z innych populacje). W pewnym sensie mutacja jest innowacyjnym procesem ekspansji, w którym powstają nowe możliwości (z których większość nie działa tak dobrze), a to jest równoważone przez dobór naturalny, proces kurczenia się, który ogranicza możliwości do tych, które działają. najlepiej w określonym środowisku.

Zawartość

Etymologia

Słowo ewolucja (od łacina jest, czyli „z, z” ivolvo, „toczyć, w ten sposób” rozwijać [jak zwój] ”) było początkowo używane w 1662 r. i było używane w różny sposób, w tym w odniesieniu do ruchu fizycznego, opisując taktyczne manewry kierowania w celu zmiany ustawienia żołnierzy lub statków. W medycynie, matematyce i piśmiennictwie wczesne użycie terminu odnosiło się do wzrostu i rozwoju jednostek .; jego pierwsze użycie w odniesieniu do przemian biologicznych na przestrzeni pokoleń nastąpiło w 1762 r., kiedy Charles Bonnet użył go w swojej przestarzałej koncepcji „preformacji”, w której samice miały miniaturową formę (homunkulus) wszystkich przyszłych pokoleń. Termin stopniowo zyskiwał bardziej ogólne znaczenie stopniowej zmiany. W 1832 roku szkocki geolog Charles Lyell odniósł się do stopniowej zmiany zachodzącej w długim okresie. Charles Darwin użył tego słowa w druku tylko raz, w ostatnim akapicie Pochodzenie gatunków (1859), preferując raczej określenia „transmutacja poprzez dobór naturalny” i „pochodzenie z modyfikacją”. W kolejnym nowoczesna synteza ewolucji Julian Huxley i inni przyjęli ten termin, który stał się tym samym terminem technicznym używanym przez naukowców. Chociaż we współczesnym użyciu termin `` ewolucja '' najczęściej odnosi się do ewolucji biologicznej, użycie ewoluowało, a słowo to odnosi się również bardziej ogólnie do „kumulacja zmian”, w tym w wielu dyscyplinach poza biologią.

Historia

Carl Linnaeus, naukowiec, który sformalizował system dwumianowego nazewnictwa.

Prehistoria ewolucji

Pomysł, że życie ewoluowało w czasie, nie jest niedawny i Karol Darwin w rzeczywistości nie wpadł na pomysł ewolucji w ogóle. Na przykład starożytni greccy filozofowie Arystoteles miał pomysły dotyczące rozwoju biologicznego. Później, w średniowieczu, Augustyn wykorzystał ewolucję jako podstawę filozofii historii.

Geneza teorii

Pierwszego znaczącego kroku w teorii ewolucji dokonał Carl Linnaeus. Jego głównym wkładem w naukę było stworzenie dwumianowy system nazewnictwa - w kategoriach świeckich, dwuczęściowa nazwa nadana gatunkowi, na przykładHomo sapiensdla ludzi. On, podobnie jak inni biolodzy swoich czasów, wierzył w stałość gatunku i wdrabina naturylub skalę życia. Jego pomysły były zgodne z Judeo-chrześcijanin nauki jego czasów.


Erasmus Darwin , dziadek Karola Darwina, był pierwszym naukowcem, któremu można przypisać coś, co zaczyna zbliżać się do współczesnych koncepcji ewolucji, jak zauważono w jego wkładzie do botaniki i zoologii. Jego pisma zawierały wiele komentarzy (głównie w przypisach i pismach pobocznych), które sugerowały jego przekonania o wspólnym pochodzeniu. Doszedł do wniosku, że szczątkowe organy (takie jak dodatek u ludzi) to pozostałości po poprzednich pokoleniach. Jednak starszy Darwin nie przedstawił żadnego mechanizmu, za pomocą którego wierzył, że mogłaby nastąpić ewolucja. On też wierzył ewolucja teistyczna twierdząc, że Bóg to rozpoczął.

Składki z końca XVIII wieku

Georges Cuvier zaproponował mechanizm, za pomocą którego zapis kopalny może rozwijać się w czasie bez ewolucji - która do tej pory weszła do użytku jako termin. Jego hipoteza , katastrofizm polegało na tym, że seria katastrof zniszczyła całe życie na ograniczonym obszarze i że żywe organizmy przenoszą się na ten nowo otwarty obszar. Pomysł ten pod pewnymi względami zapowiada hipotezę z lat 70. punktowana równowaga ”.


Lamarck był pierwszym naukowcem, któremu można zaliczyć teoria ewolucji. Jego idea skupiała się na używaniu i nieużywaniu, przy założeniu, że im bardziej organizm używa określonej części swojego ciała, tym bardziej rozwinięty był ten organ w obrębie gatunku. Jest to rozsądne tylko dla jednostek (np. Sztangista rozwinie z czasem większe mięśnie, ale nie przekaże tej cechy żadnemu dziecku). Dziedziczenie cech nabytych przez lamarckowskość było istotną częścią teorii Łysenko-Michurina, za którą opowiadał się Stalin. i zdominowała sowiecką genetykę od 1930 do 1965 roku. Niemniej jednak, współczesne badania nad epigenetyka sugeruje, że rodzice mogą wzbudzić pewne cechy u swojego potomstwa przez dziedziczenie niegenetyczne, i że w związku z tym Lamarck nie mylił się całkowicie.

Naturalna selekcja

Charles Darwin, któremu przypisuje się teorię naturalna selekcja . Zobacz główny artykuł na ten temat: Naturalna selekcja

W pierwszej połowie XIX wieku naukowcy zebrali wiele informacji na temat gatunków i wywnioskowali, że życie na Ziemi istniało od bardzo dawna, a niektóre gatunki wymarły. Dobór naturalny był pierwszą teorią, która dostarczyłamechanizmwyjaśnić te spostrzeżenia. Przed teorią doboru naturalnego proponowano koncepcję, że gatunki mogą się zmieniać w czasie, ale bez zadowalającego wyjaśnienia. Alfred Russel Wallace i Karol Darwin doszli do niezależnego wniosku, że rywalizacja o zasoby i walka o przetrwanie pomogły określić, które zmiany stały się trwałe, a które cechy zostały odrzucone.


Plik teoria ewolucji przez naturalna selekcja , jak wiemy dzisiaj, został opublikowany we wspólnej pracy Wallace'a i Darwina w dniu 20 sierpnia 1858 roku, w oparciu o obserwacje Wallace'a na Archipelagu Malajskim i obserwacje Darwina z wielu lat, w tym dokonane podczas jego podróży na HMSPies gończy. Charlesa LyellaZasady geologii, który sugerował powolne zmiany w bardzo długich okresach czasu, również przyczynił się do powstania teorii. Darwin w dużej mierze czerpał ze swojej wiedzy na temat ludzkiego doświadczenia w hodowli zwierząt domowych ( sztuczna selekcja ), w szczególności odmiany produkowane przez hodowców gołębi (sam Darwin był nim), za zrozumienie, w jaki sposób odmiany mogą rozwijać się w populacji w czasie. Jednak przed odkryciem mutacji biolodzy nie mieli pojęcia, w jaki sposób może powstać dziedziczna zmienność. Darwin przedstawił w swoich książkach swoją teorię (wówczas hipotezę) doboru naturalnego O pochodzeniu gatunków iPochodzenie człowieka.

Inne mechanizmy

Więcej informacji znajdziesz w Ewolucja nie-darwinowska .

Chociaż dobór naturalny był pierwszym mechanizmem zaproponowanym w teorii ewolucji (i pozostaje najpowszechniejszym), inne formy selekcji również odgrywają rolę. Najbardziej znanym z nich jest dobór płciowy , co występuje z powodu dziedzicznej preferencji dla cechy u partnerów hodowlanych. Wyprowadzenie cech za pomocą tego mechanizmu jest napędzane (zwykle) wyborem samicy co do partnera, a nie bezpośrednim wpływem na zdatność . Dobór płciowy często prowadzi do powstania cech, które prawdopodobnie nie wystąpiłyby w ramach doboru naturalnego, takich jak ogon pawia czy długie szyje żyraf.

Należy zauważyć, że dobór płciowy można podzielić na dwie formy, które można rozróżnić na podstawie tego, kto faktycznie „podejmuje” decyzje godowe. Pierwszą z nich jest selekcja interseksualna iw tej formie selekcji ograniczająca płeć (zwykle kobieta) wybierze partnera. Inną formą jest selekcja wewnątrzseksualna lub współzawodnictwo między partnerami. W tej formie selekcji jedna płeć (zwykle samce) konkuruje o „prawa do krycia” z przedstawicielami płci przeciwnej.


Oprócz selekcji zaproponowano przede wszystkim inne mechanizmy dryf genetyczny . Bardziej kontrowersyjne jest znaczenie symbiozy (co zostało uznane w przypadku pochodzenia eukariontów). Powszechnie odrzucane jest Lamaryzm lub ukierunkowane (a nie przypadkowe) odmiany.

Zaćmienie darwinizmu

Zaćmienie darwinizmu jest zwrotem opisującym stan rzeczy przed współczesną syntezą, kiedy ewolucja była szeroko akceptowana w kręgach naukowych, ale stosunkowo niewielu biologów uważało, że naturalna selekcja był jego głównym mechanizmem. Zamiast nie-darwinowski mechanizmy ewolucji, takie jak neolamarckizm , solenie lub ortogeneza były zalecane. Mechanizmy te były zawarte w większości podręczników do lat trzydziestych XX wieku, ale zostały odrzucone przez neodarwinowskich teoretyków syntezy w latach czterdziestych XX wieku, ponieważ dowody dowiodły roli doboru naturalnego w ewolucji.

Nowoczesna synteza

Współczesna synteza ewolucyjna (lub neodarwinizm ) łączy pomysły z kilku biologicznych specjalności, próbując wyjaśnić, jak przebiega ewolucja biologiczna. Wielu naukowców to zaakceptowało. Nazywa się ją również „nową syntezą”, „syntezą ewolucyjną”, „syntezą neodarwinowską” lub „syntetyczną teorią ewolucji”. Synteza ewoluowała w latach 1936-1947 wraz z pojednaniem Mendlowski genetyka z naturalna selekcja do stopniowy ramy ewolucji. Podstawą neodarwinizmu jest synteza darwinowskiego doboru naturalnego (1859) i dziedziczenia mendlowskiego (1865).

Julian Huxley (1887 - 1975) wymyślił termin „nowoczesna synteza”, kiedy tworzył swoją książkęEwolucja: nowoczesna synteza(1942). Innymi ważnymi twórcami współczesnej syntezy byli R. A. Fisher (1890 - 1962), Theodosius Dobzhansky (1900 - 1975), Ernst Mayr (1904 - 2005), George Gaylord Simpson (1902 - 1984) oraz G. Ledyard Stebbins (1906-2000).

Rozszerzona synteza ewolucyjna

Od lat osiemdziesiątych (w przybliżeniu) pojawiły się nowe koncepcje teorii ewolucji, pogrupowane pod wspólnym terminem „ Rozszerzona synteza ”. Zwolennicy dążą do zmiany istniejącej nowoczesnej syntezy. Ta proponowana rozszerzona synteza obejmuje nowe możliwości integracji i ekspansji w teorii ewolucji, takie jak evo-devo , dziedziczenie epigenetyczne i niszowa konstrukcja . Zwolennicy obejmują Massimo Pigliucci , Gerd Müller i Eva Jablonka . W 2008 roku szesnaście naukowcy spotkali się w Instytucie Konrada Lorenza w Altenbergu, Austria zaproponować rozszerzoną syntezę.

Zasady ewolucji

Dwie wersje kolorystyczne ćmy pieprzowej. Zauważ, że jest nieco trudniejszy do zobaczenia.

Teoria ewolucji opiera się na trzech głównych założeniach, obserwacji wzorców występujących w naturze. Te trzy wzorce zostały zaobserwowane zarówno przez Darwina, jak i Wallace'a, i ostatecznie dały początek nowoczesnej teorii ewolucji poprzez dobór naturalny.

Naturalna zmienność

Darwin i Wallace zauważyli, że populacje wykazują naturalną zmienność pod względem formy, fizjologii i zachowania (zmienność fenotypowa). Na przykład w populacji niektórzy członkowie mogą być bardzo duzi, niektórzy mogą być bardzo mali, a większość może znajdować się gdzieś pośrodku. Ta naturalna zmienność jest podstawowym źródłem, na które działa dobór naturalny.

Sprawność różnicowa

Obserwując, że istnieje naturalna zmienność, wczesni biolodzy ewolucyjni zauważyli również, że niektóre z tych wariantów zapewniły ich posiadaczom pewną przewagę konkurencyjną nad innymi członkami gatunku, zapewniając większe przetrwanie lub reprodukcję. Chociaż na początku implikacje tego faktu były niejasne, pisma Thomas Malthus skłonił Darwina i Wallace'a do uznania, że ​​jednostki, które mają cechy, które zwiększają ich zdolność do przeżycia i reprodukcji, przekazują te cechy kolejnym pokoleniom. Zróżnicowane przystosowanie, znane również jako zróżnicowany sukces reprodukcyjny, jest w istocie procesem, w którym cechy zwiększające przeżywalność i reprodukcję zyskują większą reprezentację w kolejnych pokoleniach.

Dziedziczność

Tylko jeśli zmienność jest dziedziczna, przyniesie korzyść przyszłym pokoleniom. Chociaż naukowcy zajmujący się wczesną ewolucją nie korzystali z zalet nowoczesnych narzędzi molekularnych, przypuszczali, że źródło zmienności musi po części mieć dziedziczną podstawę, w przeciwieństwie do zmienności wyrażanej wyłącznie w odpowiedzi na różne warunki środowiskowe. W rzeczywistości jednym z pierwszych przewidywań dokonanych przez teorię ewolucji było istnienie czynnika dziedzicznego, znanego teraz jako DNA!

Tak więc kombinacja zmienności fenotypowej, zróżnicowanej sprawności i dziedziczności dostosowania definiuje ewolucję przez dobór naturalny. Darwin i Wallace niezależnie doszli do wniosku, że te organizmy, które najlepiej pasują do ich środowiska, przeżyją, aby wydać więcej potomstwa. Dlatego też czynnik dziedziczny odpowiedzialny za to zwiększyłby się w populacji.

Wzory w przyrodzie

Biologia ewolucyjna stara się wyjaśnić następujące trzy szerokie wzorce obserwowane w całym życiu.

Różnorodność

Różnorodność ma fundamentalne znaczenie dla życia na wszystkich poziomach organizacji: ekosystemów, społeczności, gatunków, populacji, jednostek, narządów i cząsteczek.

Według ramienia Programu Zmian Genetycznych Narodowego Instytutu Badań nad Genomem Człowieka, około 99,5% ludzkiego DNA jest takie samo w przypadku każdego człowieka. Pozostałe 0,5% stanowi szereg prostych i złożonych cech, które posiadamy. Niemal wszystkie gatunki, w tym ludzie, cechuje ogromna różnorodność genetyczna. Żadne dwie osoby nie mają identycznej sekwencji DNA, z wyjątkiem identycznych bliźniaków lub klony . Ta zmienność genetyczna przyczynia się do zmienności fenotypowej - to znaczy różnorodności w wyglądzie zewnętrznym i zachowaniu osobników tego samego gatunku.

Dostosowanie

Ten katydid jest trudny do zobaczenia, ponieważ jego gatunek przystosował się do wtopienia się w otoczenie.

Populacje muszą dostosować się do swojego środowiska, aby przetrwać.

Żywe organizmy mają cechy morfologiczne, biochemiczne i behawioralne, które sprawiają, że są dobrze przystosowane do życia w środowiskach, w których zwykle się znajdują. Weźmy na przykład pod uwagę wydrążone kości i pióra ptaków, które umożliwiają im latanie, lub tajemnicze zabarwienie, które pozwala wielu organizmom ukryć się przed drapieżnikami lub ofiarami. Te cechy mogą nadawać powierzchowny wygląd organizmom zaprojektowany przez twórcę (lub inżynier) do życia w określonym środowisku. Biologia ewolucyjna wykazała, że ​​adaptacje powstają w wyniku selekcji działającej na populację poprzez zmienność genetyczną.

Rozbieżność

Gatunki ewoluowały różnymi drogami od wspólnego przodka.

Wszystkie żyjące gatunki różnią się od siebie. W niektórych przypadkach różnice te są subtelne, podczas gdy w innych przypadkach różnice są dramatyczne. Carl Linnaeus (1707-1778) zaproponował klasyfikację, która jest nadal używana z niewielkimi zmianami. We współczesnym schemacie pokrewne gatunki są pogrupowane w rodzaje, pokrewne rodzaje w rodziny i tak dalej. Ten hierarchiczny wzorzec relacji tworzy wzór podobny do drzewa, co implikuje proces rozszczepiania się i rozbieżności w stosunku do wspólnego przodka. Podczas gdy Linneusz klasyfikował gatunki przy użyciu podobnych cech fizycznych, współcześni biolodzy ewolucyjni również opierają klasyfikację na analizie DNA, która umożliwia rozróżnienie między powierzchownymi podobieństwami między gatunkami a tymi, które wynikają ze wspólnego pochodzenia.

Mechanizmy ewolucji

Bardzo podstawowy diagram pokazujący, jak działa ewolucja.

Ewolucja biologiczna jest wynikiem zmian zachodzących w czasie w genetycznej budowie gatunków. Nagromadzenie odmian genetycznych często, ale nie zawsze, powoduje zauważalne zmiany w wyglądzie lub zachowaniu organizmów. Ewolucja wymaga zarówno tworzenia zmienności, jak i rozprzestrzeniania się niektórych wariantów, które zastępują inne.

Potomstwo z mutacjami genetycznymi różni się od swoich rodziców

Zmienność genetyczna powstaje w wyniku dwóch procesów, mutacja i rekombinacja. Mutacja występuje, gdy DNA jest niedoskonale kopiowane podczas replikacji lub w wyniku zmian w materiale genetycznym powodowanych przez takie mutageny, jak promieniowanie, co prowadzi do różnicy między genem rodzica a genem jego potomstwa. Niektóre mutacje wpływają tylko na jeden fragment DNA; inne powodują przegrupowania lub zmiany w dużych blokach DNA.

Geny mogą być tasowane między organizmami

Rekombinacja zachodzi, gdy geny dwojga rodziców są tasowane w celu wyprodukowania potomstwa, jak to ma miejsce w każdym przypadku rozmnażania płciowego. Zwykle dwoje rodziców należy do tego samego gatunku, ale czasami (zwłaszcza u bakterii) geny przemieszczają się między bardziej spokrewnionymi organizmami.

Nie wszystkie mutacje zostają utrwalone w populacji

Ten tulipan ma częściowo żółty płatek z powodu mutacji genetycznej ... albo bóg właśnie namieszał.

Los każdego konkretnego wariantu genetycznego zależy od dwóch procesów, dryfu i selekcji. Dryf odnosi się do przypadkowych fluktuacji częstotliwości genów, a jej skutki są zwykle widoczne na poziomie DNA. Dziesięć rzutów monetą nie zawsze (lub nawet zazwyczaj) daje dokładnie pięć orłów i pięć reszek; dryf odnosi się do tej samej kwestii statystycznej, która dotyczy przekazywania wariantów genetycznych przez pokolenia. Dryf genetyczny jest odwrotnością do wielkości populacji; to znaczy, że dryf genetyczny ma większy wpływ na małe populacje niż na większe. Na przykład, jeśli niewielka część populacji zostanie odizolowana geograficznie, jej członkowie szybciej rozwiną nowe cechy.

Dobór naturalny gwarantuje, że najsilniejsi najprawdopodobniej przekażą swoje geny

Zasada doboru naturalnego została odkryta przez Charlesa Darwina (1809-1882) i jest to proces, w którym organizmy przystosowują się do swojego środowiska. Selekcja ma miejsce, gdy niektóre organizmy mają geny, które kodują cechy fizyczne lub behawioralne, które pozwalają im lepiej zbierać zasoby, unikać drapieżników, pomyślnie rozmnażać się itd. W stosunku do innych osobników, które nie mają tych genów. Osoby, które mają bardziej użyteczne (adaptacyjne) cechy, będą miały tendencję do pozostawiania większej liczby potomstwa niż inne osobniki, więc odpowiedzialne geny staną się z czasem bardziej powszechne, co doprowadzi do lepszego przystosowania całej populacji.

Duplikacja genów pozwala na dodanie nowych genów do genomu

Poprzez różne mechanizmy może wystąpić duplikacja genów, która prowadzi do powstania dwóch identycznych genów w genomie. Ponieważ potrzebny jest tylko jeden z tych genów, drugi gen może podlegać mutacjom bez negatywnego wpływu na pierwotną funkcję genu. Te zduplikowane geny zwane paralogami mogą dać początek rodzinom białek o podobnych, ale wyraźnie różnych funkcjach. Na przykład rodzina białek węchowych składa się z około 900 różnych receptorów zapachowych, z których wszystkie powstały w wyniku duplikacji genów, po której następuje niezakłócona mutacja.

Poszczególne gatunki odbiegają od jednego przodka i nie mogą się już krzyżować

Te gatunki naczelnych oddzieliły się od wspólnego przodka w wyniku ewolucji i nie mogą się krzyżować.

Procesem, który dla wielu ludzi najbardziej zagmatwa ewolucję, jest specjacja, która wcale nie jest oddzielnym mechanizmem, ale raczej konsekwencją wcześniejszych mechanizmów rozgrywających się w czasie i przestrzeni. Specjacja ma miejsce, gdy populacja zmienia się na tyle w czasie, że wygodnie jest odnosić się do wczesnych i późnych form różnymi nazwami. Specjacja występuje również, gdy jedna populacja dzieli się na dwie odrębne formy, które nie mogą już się krzyżować. Izolacja reprodukcyjna na ogół nie występuje w ciągu jednego pokolenia; może wymagać wielu tysięcy pokoleń, gdy na przykład jedna część populacji zostaje geograficznie oddzielona od reszty i przystosowuje się do nowego środowiska. Z czasem nieuniknione jest, że dwie populacje, które żyją oddzielnie, odejdą się w wyniku mutacji, dryfu i selekcji, aż w końcu ich geny przestaną być kompatybilne z pomyślną reprodukcją.

Ewolucja przestrzenna

Działając równolegle z doborem naturalnym (presja śmierci i przeżycia), ewolucja przestrzenna jest wywoływana przez osobniki o losowej zmienności, które są wybierane nielosowo na podstawie szybkości przemieszczania się poza populacje macierzyste. Im szybsze osobniki, tym szybciej osobnik, z którym ona lub on się kojarzy, co prowadzi do szybkiego potomstwa. Jest to zarówno behawioralne, jak i morfologiczne. Jednostki „ścigają się”, by stać się odrębnym gatunkiem. Przykłady ewolucji przestrzennej są nowe. Na przykład australijscy naukowcy szczegółowo opisali nowy mechanizm ewolucji, który nie jest oparty na doborze naturalnym, ale raczej na sposobie poruszania się populacji organizmów, takich jak ropuchy leśne.

Dowody na ewolucję

Homologiczne kości kończyn czworonoga. Wskazuje to na wspólne pochodzenie lub Bóg nieoryginalność. Zobacz główny artykuł na ten temat: Wspólne pochodzenie

Wspólne pochodzenie wyjaśnia wiele wspólnych funkcji ( homologie ) większości organizmów na planecie. Istnieje ogromna ilość dowodów, które sugerują, że wszystkie żywe organizmy pochodzą od wspólnego przodka dawno temu. Na przykład wszystkie zarodki kręgowców mają tę samą budowę ciała i wyglądają bardzo podobnie na wczesnym etapie rozwoju. Mamy kod genetyczny, który jest prawie identyczny w każdym znanym organizmie, od bakterii po ludzi. Mamy wspólną obecność pseudogenes u podobnych gatunków. Wszystkie małpy, w tym my, ludzie, mają nieaktywny gen, oksydazę L-gulonolaktonową, który był pierwotnie używany do syntezy witaminy C. Następnie mamy dowody na konwergencję, która wyjaśnia powiązania wszystkich gatunków ze śluzu grzybowego, który można znaleźć w kabinach prysznicowych do sekwoi. Drzewo życia pomiędzy prostymi podobieństwami anatomicznymi jest uderzająco podobne do drzewa zbudowanego z genetycznych podobieństw molekularnych. Są też inne, w tym fajne rzeczy, takie jak fuzja chromosomów, teoria endosymbotyczna , retrowirusy, geny Hox i głęboka homologia.

Biorąc to wszystko pod uwagę, ewolucja ma zawiłość i rzeczywistość mechanika kwantowa . Ale nie widzisz niewykwalifikowanych ludzi biegających dookoła i potępiających mechanikę kwantową, prawda? Dobrze właściwie to robisz , ale sprzeciw wobec mechaniki kwantowej jest powszechnie uważany za skrajny kookery, podczas gdy sprzeciw wobec ewolucji jest traktowany przez wielu ludzi jako rozsądna pozycja .

Więc tak, innymi słowy, ewolucja jest teorią.

Ewolucja niebiologiczna

Naukowcy mogą również zastosować koncepcje ewolucyjne do procesów niebiologicznych, takich jak (na przykład) formowanie się wszechświata, algorytmy ewolucyjne w informatyce i rozwój języków. Nauka o etymologia jest jednym z elementów analizy ewolucji języków i odpowiada ewolucji biologicznej (na przykład) pod względem sposobu, w jaki ten sam język rozbiega się w czasie na dwa różne języki, gdy dwie populacje mówiące tym samym językiem zostają odizolowane geograficznie.

Innym przykładem ewolucji niebiologicznej jest ewolucja technologii i innowacji, które, choć są (w większości) inteligentnie zaprojektowane, nie są (w większości) przypadkowe. James Burke studiował, był autorem książek i prowadził programy telewizyjne na temat ewolucji technologii w kontekście historycznym.

Modele ewolucji kulturowej, takie jak memetyka były opracowywane i stosowane przez lata z różnym skutkiem.

Nieco myląco, niektóre nauki używają słowa „ewolucja” w sposób, który nie ma żadnego związku z biologiczną koncepcją. Kiedy astronom mówi o `` gwiezdnej ewolucji '', bierze pod uwagę zmiany zachodzące w gwiazdach w bardzo długich okresach czasu, gdy przechodzi ona od obłoku gazu do protogwiazdy, gwiazdy ciągu głównego i po ciągu głównym. (super) gigant do gwiezdnej pozostałości. Kiedy kosmolog mówi o `` kosmicznej ewolucji '', mówi o zmianach w wielkości / kształcie / naturze Wszechświat w czasie, czasami w bardzo długich skalach czasu, a czasami w bardzo krótkich skalach czasowych (takich jak ułamki sekundy po Big Bang ). Żadne z tych sposobów użycia słowa „ewolucja” nie ma nic wspólnego z populacjami, cechami dziedzicznymi, kryteriami selekcji, pochodzeniem ani żadną inną cechą charakterystyczną „ewolucji”, jak termin ten jest używany w biologii.

Kreacjoniści w konsekwencji mylą biologiczne i niebiologiczne znaczenie słowa „ewolucja” i twierdzą, że Teoria ewolucji - chwytliwie błędnie podsumowany jako „molekuły dla człowieka” - obejmuje pochodzenie wszechświata i powstanie życia. Biologiczna teoria ewolucji zaproponowana przez Darwina i innych nie ma nic do powiedzenia ani o pochodzeniu wszechświata, ani o pochodzeniu wszechświata pochodzenie życia na Ziemi, chociaż niektórzy biologowie rozciągnęli teorię na sam początek życia.

Szerokie argumenty antyewolucyjne

„Biblioteka kazań”, co?
Możemy pozwolić, aby satelity, planety, słońca, wszechświat, a nawet całe systemy wszechświatów, rządziły się prawami, ale najmniejszy owad, który chcemy od razu stworzyć specjalnym aktem.
- Karol Darwin

Istnieje wiele szerokich argumentów, które przedstawiają kreacjoniści / antyewolucja. Konkretny roszczenia są badane w naszym wspólne pochodzenie strona. Są to głównie argumenty zrodzone z braku zrozumienia, czym właściwie jest ewolucja przez mutacje i dobór naturalny, chociaż rzadko są one rozwijane przez bardziej doświadczonych kreacjonistów, jak bezpośrednie wprowadzenie w błąd i wypaczenie teorii ewolucji.

Odwołaj się do nieprawdopodobieństwa

Zobacz główne artykuły na ten temat: Losowa szansa i Zdarzają się nieprawdopodobne rzeczy

Często kreacjoniści zapytaj, jakie jest prawdopodobieństwo, że całe to złożone życie mogło powstać przypadkowo. Sugerują, że ponieważ poszczególne zdarzenia, takie jak abiogenetyczne tworzenie białek, pojawienie się RNA, organizacja organizmów jednokomórkowych w organizmy wielokomórkowe itp., Są rzekomo tak wysoce nieprawdopodobne, że całe łańcuchowe zdarzenia kulminacyjne w istnieniu nawet jednego złożonego organizmu mogłyby nie wydarzyło się zgodnie z opisem. W związku z tym, Bóg to zrobił . Ponieważ kreacjonizm jest w dużej mierze programem negatywne przeprosiny (np. próba wykazania twierdzenia, które jest postrzegane jako sprzeczne z wiarą chrześcijańską, jest wewnętrznie niespójne lub irracjonalne w perspektywie chrześcijańskiej), argumenty takie jak ta są w istocie argumenty z niedowierzania z proponentem zaprzeczającym faktowi (w tym przypadku statystyczne prawdopodobieństwo, że takie a takie istotne zdarzenie miało miejsce ) w celu wyciągnięcia niepopartego wniosku, że działa jakaś inna przyczyna (chrześcijański Bóg).

Domniemany argument, że bóg lub „projektant” działał, jest sam w sobie pełen problemów nie do utrzymania. Pomijając fakt, że iluzja projektu jest sama w sobie problematyczna, i zakładając na potrzeby argumentacji, że `` projekt '' można nawet zidentyfikować w systemach biologicznych, jeśli `` przypadkowa szansa '' nie jest wystarczająca do wyjaśnienia jakiegoś wyniku, po prostu nieobsługiwane twierdzenia twierdzić, że jest bardziej prawdopodobne, że projektant pracował. Jeśli przyczyną są `` projektanci '', o których nic nie wiadomo, czy są w stanie cokolwiek zrobić, jeśli nie wiadomo, jak lub dlaczego działają, jeśli nie wiadomo, kiedy działali (lub będą działać),lubjeśli nie wiadomo, co zrobili (lub czego nie zrobili, mogliby lub zrobiliby), przyczyny nie są wystarczające, aby wyjaśnić skutki. Jeśli tak, „projekt” w tym sensie jest nie do odróżnienia od przypadkowego przypadku.

Niemniej jednak ewolucja poprzez dobór naturalny nie jest procesem przypadkowym. Podczas mutacje genetyczne może pojawić się losowo, naturalny dobór określonych cech, aby uzyskać statystycznie istotne allel (zmienność genów) częstotliwość w dyskretnej populacji organizmów jest wysoce deterministyczna. Jeśli gen wspomaga przetrwanie w odniesieniu do konkretnego stresora środowiskowego, to jest wybierany na podstawie przeżycia i rozmnażania się osób posiadających ten gen i utrwala się w populacji organizmów. Jeśli cecha jest szkodliwa dla przeżycia, spowoduje to, że organizmy będą podatne na określony stresor środowiskowy i poprzez ścieranie zmniejszy częstość alleli przyczyniających się do tej cechy w badanej populacji.

Mikroewolucja i makroewolucja

Wyniki doświadczenia specjacyjnego przeprowadzonego na muszkach owocówek. Po okresie separacji dwie grupy identycznych much rozeszły się do tego stopnia, że ​​nie mogły się już krzyżować. Zobacz główny artykuł na ten temat: Mikroewolucja i makroewolucja

Wielu kreacjonistów ma błędne przekonania na temat ewolucji, takie jak te, które wyraża stwierdzenie „Akceptuję mikroewolucja , ale nie makroewolucja ”. (Takie jest stanowisko YEC nincompoop Kent Hovind .) Mikroewolucja ma być ewolucją, która nie prowadzi do powstania nowego gatunku, a makroewolucja ma być ewolucją prowadzącą do nowego gatunku. Ten argument jest podobny do kogoś, kto mówi, że chociaż ktoś wierzy, że wiatr może czasami erodować skałę, nie wierzy, że może zmienić kształt skały. Mikro- i makroewolucja opisują ten sam proces, ale z różnicą w czasie działania. Jeśli ktoś akceptuje mikroewolucję, musi również zaakceptować makroewolucję, ponieważ ta pierwsza nieuchronnie prowadzi do drugiej, jeśli ma się wystarczająco długi czas i oddzielenie izolatów hodowlanych. Po prostu nie można (logicznie) zaakceptować jednego, a drugiego nie. W biologii makroewolucja jest szerokim tematem, którego specjacja jest tylko częścią. Ten argument przeciwko specjacji może być próbą zastrzegania przez kreacjonistów mocy tworzenia gatunku wyłącznie dla Boga.

Niektórzy kreacjoniści zrezygnowali z próby zaprzeczenia, że ​​nowe gatunki mogą pojawiać się (i znikać) w naturalny sposób, na rzecz wyznaczenia bariery, a nie pomiędzygatunki, ale pomiędzy baraminy (znane również jako „rodzaje”), zbiór większy niż gatunki. Do tej pory nie podano żadnych wskazówek, jakim rodzajem rzeczy jest baramin, jaka jest natura bariery między baraminami ani w jaki sposób można ją wykryć (lub podejrzewać, że nie istnieje) w każdym konkretnym przypadku. , inne niż pozbawione informacji „baraminy to te rzeczy, które stanowią barierę dla ewolucji”.

Nieredukowalna złożoność

Zobacz główny artykuł na ten temat: Nieredukowalna złożoność

Nieredukowalna złożoność to fantazyjna nazwa argumentu „zegarmistrza”. Krótko mówiąc, nieredukowalna złożoność opisuje organ (lub inny aspekt żywej istoty), który, jak twierdzą zwolennicy ideologii, nie mógłby ewoluować małymi, stopniowymi krokami. Uważa się, że jest tak złożony, że nie można go zredukować do innych części. W rzeczywistości każdy przykład nieredukowalnej złożoności, który przedstawił Behe ​​i inni, został wykazanyniebyć nieredukowalnie złożone (na przykład stopniowe etapy w kierunku „nieredukowalnie złożonego” oka ludzkiego, które znajdują się w narządach wzroku innych organizmów żywych).

Falsyfikowalność

Zobacz główne artykuły na ten temat: Falsyfikowalność i Falsyfikowalność kreacjonizmu

Dla każdego teoria do zaakceptowania jako naukowy musi być falsyfikowalna. Innymi słowy, musi być zdolny do formułowania twierdzeń, które teoretycznie mogłyby zostać obalone. Przeciwnicy ewolucji twierdzą, że teoria ewolucji nie ma tej właściwości, chociaż tak może być łatwo odrzucone . Teoretycznie ewolucja mogłaby zostać sfałszowana, gdyby naukowcy odkryli organizm tak złożony i wyjątkowy, bez absolutnie żadnej możliwej do wyjaśnienia ścieżki, jak mogłaby ewoluować. Taki organizm maniezostał znaleziony. Podobnie - i jak na ironię - niektórzy kreacjoniści żądają pokazania im, powiedzmy, psa rodzącego kota, zanim zaakceptują ewolucję. Gdyby takie zdarzenie miało miejsce, sfałszowałoby (lub przynajmniej stanowczo zakwestionowałoby) ewolucję, ponieważ specjacja nie zachodzi w jednym pokoleniu, a współczesne zwierzęta nie ewoluują w inne współczesne zwierzęta.

To tylko teoria

Zobacz główny artykuł na ten temat: Tylko teoria

Czasami można usłyszeć zwrot „ewolucja jest tylko teorią”. To zdanie opiera się na powszechnym użyciu „teorii” na oznaczenie tego, co naukowcy nazywają „hipotezą”, tj. Jest czymś, co jest możliwe, ale nie zostało udowodnione. Nauka jednak używa ' teoria 'w zupełnie innym sensie, a mianowicie jakotestowalny model sposobu interakcji zbioru zjawisk naturalnych, zdolny do przewidywania przyszłych zjawisk lub obserwacji tego samego rodzaju i dający się przetestować w drodze eksperymentu lub obserwacji.To stawia go na znacznie wyższym poziomie rozumowania niż „dzikie i nieudowodnione przypuszczenie”, co jest implikowane, kiedy wspomniany jest ten argument. Również w przeciwieństwie do „dzikich domysłów”, teoria naukowa należy doNajlepszawyjaśnienia zjawisk, a naukowcy, którzy z powodzeniem tworzą nowe teorie, będą często sławni. Jak powiedział kiedyś Sheldon Cooper: „Ewolucja to nie opinia, to fakt”. Zauważ, że kreacjoniści tego nie mówią powaga jest ' tylko teoria ”. A jeśli ktoś mówi, że nie możesz bezpośrednio obserwować ewolucji, wyślij go do profesora Lenski .

Ewolucja to zarówno teoria, jak i fakt

Zobacz główny artykuł na ten temat: Fakt

Ściśle mówiąc, ewolucja jest czymś, co dzieje się w świecie życia i należy ją odróżnić odteoria ewolucji, który jest (zgodnie z powyższą definicją) modelem ewolucji. A zatemewolucjama ten sam związek zteoria ewolucjitak jaklotzteoria lotulubdźwiękzteoria dźwiękulubruch planetarnyzteoria ruchu planet. Często wyraża się to w powiedzeniu, że `` ewolucja jest zarówno teorią, jak i faktem '', to znaczy słowo `` ewolucja '' może odnosić się nie tylko do procesu (`` czegoś, co się dzieje ''), ale takżefaktże jest to przestrzegane w takich a takich okolicznościach oraz do ateoriaktóry jest związany z procesem („jak to się dzieje”, „jakie są konsekwencje tego zdarzenia”).

Brak konsensusu naukowego

Zobacz główny artykuł na ten temat: Konsensus naukowy

Jednym z twierdzeń kreacjonistów jest brak poparcia dlaewolucjapośród naukowcy . To twierdzenie było na przykład artykułowane: „Co ciekawe, od tamtej pory Karol Darwin książka Pochodzenie gatunków został opublikowany w 1859 r., różne aspekty tej teorii były przedmiotem znacznych sporów nawet wśród czołowych naukowców zajmujących się ewolucją ”. Aby przeciwstawić się temu twierdzeniu, wystarczy tylko zauważyć, że nieporozumienia naukowców dotyczą szczegółów dotyczących sposobu funkcjonowania ewolucji - a nie historyczny fakt tego.

Niezgodność z Drugą zasadą termodynamiki

Zobacz główny artykuł na ten temat: Druga zasada termodynamiki § Błędne zastosowanie przez kreacjonistów

Jednym z kontrargumentów jest to, że ewolucja jest niezgodna z Drugą Zasadą Termodynamiki, która wywodzi się z niedokładnego, nadmiernie uproszczonego stwierdzenia tego prawa: `` wszystko na świecie staje się z czasem bardziej nieuporządkowane '', a ewolucja pociągałaby za sobą wzrost porządku ponad czas ewolucji gatunków. Jednak dokładne stwierdzenia Kelvina i Clausiusa uwzględniają izolowane, zamknięte układy, w których ani energia, ani materia nie są przenoszone ani do środka, ani na zewnątrz - Ziemia jest daleko od systemu izolowanego, ponieważ energia jest wypromieniowywana do układu ziemskiego ze Słońca i jedynym prawdziwym zamkniętym systemem we wszechświecie jest wszechświat.

Co więcej, słowo `` nieporządek '' jest używane nieprawidłowo jako analogia do trudniejszej do zrozumienia koncepcji entropii i błędnie interpretowane, aby sugerować, że `` porządek '' jest równoważny zawiłości gatunków na Ziemi, co czyni go słabym argument z analogii . Mówiąc najprościej, Entropia to odległość układu od równowagi. Na przykład Słońce jest dalekie od równowagi z otoczeniem, ale gdy Słońce starzeje się i spala więcej paliwa, energia jest wypromieniowywana z małej objętości (Słońce) do dużej objętości (Układ Słoneczny), przybliżając Słońce do równowaga z otoczeniem. Dlatego drugie prawo termodynamiki odnosi się do układu Ziemia-Słońce, a ewolucja gatunków na Ziemi nie ma żadnego znaczenia dla wszechświata podlegającego Drugiej zasadzie termodynamiki.

Ponieważ druga zasada termodynamiki opiera się na fizyce statystycznej, wszechświat nie musi nawet przestrzegać drugiej zasady termodynamiki, a zatem ewolucja nie musiałaby przestrzegać drugiej zasady termodynamiki ani jej nie przestrzegać. Druga zasada termodynamiki to empiryczne prawo oparte na obserwacjach naukowców. Wszechświat mógłby, hipotetycznie, chwilowo ustawić się w stanie nieco niższej entropii niż poprzednio; jednakże statystyczne szanse na to, że wszechświat to uczyni, są pod każdym względem zerowe. Analogicznie, przetasowanie talii kart i uporządkowanie ich lub rzucenie złamanego talerza na podłogę i przywrócenie go do nieskazitelnego stanu jest prawdopodobne, ale szanse są tak małe, że wynoszą około zero.

Tam, gdzie pojawia się entropia, rozumiana poprawnie jako przypadkowość, jest źródłem mutacji. Mutacje są rzeczywiście losowe, powodują przypadkowe upośledzenia fenotypowe iw tym sensie zwiększają entropię. Tworzą „genetyczne śmieci”, które trzeba usunąć, a dobór naturalny to śmieciarz. Innymi słowy, ludzie, którzy są nosicielami zbyt wielu mutacji, muszą zachorować i stać się niepełnosprawnymi na tyle, aby ograniczyć ich rozmnażanie, aby entropia na poziomie populacji mogła pozostać komfortowo niska. Ewolucyjni genetycy nazywają tę równowagę mutacji i selekcji. Korzystne mutacje, które można pozytywnie wyselekcjonować, są bardzo rzadkie, chociaż są to takie, które łącznie mogą zamienić małpę w człowieka. Ewolucji w wyniku doboru naturalnego nie przeczy druga zasada termodynamiki, ale jest ona wyjaśnieniem, dlaczego pomimo tego możemy istnieć.

Symulacje ewolucji

Istnieje wiele symulacji ewolucji (stworzeń cyfrowych) w kierunku jakiegoś celu. Niektóre z najlepszych są udokumentowane tutaj:

„Symulator ewolucji” Cary Huanga

W którym stworzenia złożone z węzłów i mięśni gorączkowo próbują biec w prawo. Kod publicznie dostępny; uruchom go online!

Filmy

BoxCar2D

W którym losowo generowane ośmiokąty z kołami gorączkowo próbują jechać w prawo. Uruchom to online! Kod nie jest publicznie dostępny; dostępne wyjaśnienie.

Filmy

Ewolucja zegara

Lub „Ewolucja JEST ślepym zegarmistrzem”. Zobacz, jak kilka kół zębatych, zapadki, wskazówki zegara i sprężyny gorączkowo próbują dokładnie określić czas, a jednocześnie obalają analogia zegarmistrzowska . Kod publicznie dostępny.

Filmy

Wzór dysków ewoluuje w Mona Lisę w ciągu ~ 1 miliona pokoleń

Wygenerowany komputerowo wzór złożony z dysków, losowo zmutowanych, z selektywną hodowlą z wzorców, które najlepiej pasują do obrazu Mona Lisy.

Filmy

Wizualizacje ewolucji

Kishony Lab's „Mega-Plate”

We własnym ciele