Μερίδιο:
4 Απόδειξη της εξέλιξης των ζώντων όντων
Το Στοιχεία εξέλιξης Αποτελούνται από μια σειρά δοκιμών που επιτρέπουν την επιβεβαίωση της διαδικασίας αλλαγής κατά τη διάρκεια του χρόνου στους βιολογικούς πληθυσμούς. Αυτά τα στοιχεία προέρχονται από διαφορετικούς κλάδους, από τη μοριακή βιολογία έως τη γεωλογία.
Σε όλη την ιστορία της βιολογίας, επινοήθηκε μια σειρά από θεωρίες που αποσκοπούσαν να εξηγήσουν την προέλευση των ειδών. Η πρώτη από αυτές είναι η θεωρία των φασιστών, που επινοήθηκε από μια σειρά από στοχαστές, που χρονολογούνται από τον Αριστοτέλη. Σύμφωνα με αυτό το σώμα ιδεών, τα είδη δημιουργήθηκαν ανεξάρτητα και δεν διέφεραν από την αρχή της δημιουργίας τους.
Ακολούθως, αναπτύχθηκε η μετασχηματιστική θεωρία η οποία, όπως υποδηλώνει το όνομα, προτείνει τη μεταμόρφωση των ειδών με την πάροδο του χρόνου. Σύμφωνα με τους μετασχηματιστές, αν και τα είδη δημιουργήθηκαν σε ανεξάρτητα γεγονότα, άλλαξαν με το πέρασμα του χρόνου.
Τέλος, έχουμε την εξελικτική θεωρία, η οποία εκτός από την πρόταση ότι τα είδη έχουν αλλάξει με την πάροδο του χρόνου, θεωρεί κοινή προέλευση.
Τα δύο αυτά αξιώματα οργανώθηκαν από το βρετανικό φυσιοδίφης Κάρολος Δαρβίνος, καταλήγοντας στο συμπέρασμα ότι τα έμβια όντα που προέρχονται από πολύ διαφορετικούς προγόνους και τους σχετίζονται μεταξύ τους από κοινούς προγόνους.
Πριν από την εποχή του Δαρβίνου, η θεωρία των φασιστών χειρίστηκε κυρίως. Στο πλαίσιο αυτό, οι προσαρμογές των ζώων σχεδιάστηκαν ως δημιουργίες ενός θεϊκού μυαλού για έναν συγκεκριμένο σκοπό. Έτσι, τα πουλιά είχαν πτέρυγες για να πετάξουν και οι μοσχαρίδες είχαν πόδια για να σκάψουν.
Με την άφιξη του Δαρβίνου, όλες αυτές οι ιδέες απορρίπτονται και η εξέλιξη συνεχίζει να δίνει νόημα στη βιολογία. Στη συνέχεια θα εξηγήσουμε τα κύρια στοιχεία που υποστηρίζουν την εξέλιξη και θα βοηθήσουν στην απόρριψη της σταθεροποίησης και του μετασχηματισμού.
Ευρετήριο
- 1 Τα απολιθώματα και η παλαιοντολογία
- 1.1 Τι είναι ένα απολίθωμα?
- 1.2 Γιατί τα απολιθώματα είναι στοιχεία εξέλιξης?
- 2 ομολογία: απόδειξη κοινής καταγωγής
- 2.1 Τι είναι η ομολογία?
- 2.2 Είναι όλες ομοιότητες ομολογίες?
- 2.3 Γιατί οι ομολογίες είναι απόδειξη εξέλιξης?
- 2.4 Τι είναι οι μοριακές ομολογίες?
- 2.5 Τι μας διδάσκουν οι μοριακές ομολογίες;?
- 3 Τεχνητή επιλογή
- 4 Φυσική επιλογή σε φυσικούς πληθυσμούς
- 4.1 Αντοχή στα αντιβιοτικά
- 4.2 Ο σκώρος και η βιομηχανική επανάσταση
- 5 Αναφορές
Τα απολιθώματα και η παλαιοντολογία
Τι είναι απολιθωμένο?
Ο απολιθωμένος όρος προέρχεται από τη Λατινική fossilis, που σημαίνει "που προέρχεται από ένα λάκκο" ή "προέρχεται από τη γη". Αυτά τα πολύτιμα κομμάτια αντιπροσωπεύουν μια πολύτιμη "άποψη του παρελθόντος" για την επιστημονική κοινότητα, κυριολεκτικά.
Τα απολιθώματα μπορούν να είναι τα υπολείμματα των ζώων ή των φυτών (ή άλλος ζωντανός οργανισμός) ή κάποιο ίχνος ή σημάδι ότι το άτομο έφυγε σε μια επιφάνεια. Το τυπικό παράδειγμα ενός απολιθώματος είναι τα σκληρά μέρη ενός ζώου, όπως το κέλυφος ή τα οστά που μεταμορφώθηκαν σε βράχο με γεωλογικές διαδικασίες.
Επίσης, τα "ίχνη" των οργανισμών μπορούν να βρεθούν στο μητρώο, όπως τα λαγούμια ή τα ίχνη.
Στην αρχαιότητα, θεωρήθηκε ότι τα απολιθώματα ήταν μια πολύ περίεργη είδος των πετρωμάτων στα οποία περιβαλλοντικές δυνάμεις, είτε το νερό ή τον αέρα, είχε φορμαρισμένο και αυθόρμητα, μοιάζει με ένα ζωντανό ον.
Με την ταχεία ανακάλυψη ενός μεγάλου αριθμού απολιθωμάτων, έγινε φανερό ότι αυτά δεν ήταν απλώς βράχοι και τα απολιθώματα ήρθαν να θεωρηθούν τα απομεινάρια οργανισμών που είχαν ζήσει εκατομμύρια χρόνια πριν..
Τα πρώτα απολιθώματα αντιπροσωπεύουν τη διάσημη "πανίδα της Ediacara". Αυτά τα απολιθώματα χρονολογούνται από περίπου 600 εκατομμύρια χρόνια πριν.
Ωστόσο, τα περισσότερα απολιθώματα χρονολογούνται από την Καμπριανή περίοδο, περίπου 550 εκατομμύρια χρόνια πριν. Στην πραγματικότητα, οι οργανισμοί αυτής της περιόδου χαρακτηρίζονται κυρίως από μια τεράστια μορφολογική καινοτομία (για παράδειγμα, η τεράστια ποσότητα απολιθωμάτων που βρέθηκαν στο σχιστόλιθο Burguess).
Γιατί τα απολιθώματα είναι απόδειξη εξέλιξης?
Είναι λογικό να πιστεύουμε ότι το αρχείο απολιθωμάτων - ένα τεράστιο καραβάνι διαφορετικών μορφών που δεν τη βλέπουμε σήμερα, και ότι μερικοί είναι εξαιρετικά παρόμοιες με τα σύγχρονα είδη - παραβιάζει τη θεωρία του fijistas.
Ενώ είναι αλήθεια ότι το μητρώο είναι ελλιπές, υπάρχουν κάποιες πολύ συγκεκριμένες περιπτώσεις όπου βρίσκουμε μεταβατικές μορφές (ή ενδιάμεσα στάδια) μεταξύ μιας μορφής και μιας άλλης.
Ένα παράδειγμα απίστευτα διατηρημένων μορφών στο ρεκόρ είναι η εξέλιξη των κητοειδών. Μια σειρά από απολιθώματα που δείχνουν τη σταδιακή αλλαγή που έχει υποστεί αυτή καταγωγή την πάροδο του χρόνου, ξεκινώντας με ένα τετράποδο ζώο της γης και καταλήγει σε τεράστιες είδη που ζουν στους ωκεανούς.
Τα απολιθώματα που δείχνουν την απίστευτη μεταμόρφωση των φαλαινών έχουν βρεθεί στην Αίγυπτο και το Πακιστάν.
Ένα άλλο παράδειγμα που αντιπροσωπεύει την εξέλιξη μιας σύγχρονης ταξινομικής κατηγορίας είναι τα απολιθωμένα αρχεία των ομάδων που δημιούργησαν τα τρέχοντα άλογα, από έναν οργανισμό με μέγεθος ενός καναλιού και με μια οδοντοστοιχία για να περιηγηθεί.
Με τον ίδιο τρόπο, έχουμε πολύ συγκεκριμένα απολιθώματα εκπροσώπων που θα μπορούσαν να ήταν οι πρόγονοι των τετραπόδων, όπως Ichthyostega - ένα από τα πρώτα γνωστά αμφίβια.
Ομολογία: στοιχεία κοινής καταγωγής
Τι είναι η ομολογία?
Η ομολογία είναι μια βασική ιδέα στην εξέλιξη και στις βιολογικές επιστήμες. Ο όρος δημιούργησε ο ζωολόγος Ρίτσαρντ Όουεν και τον όρισε με τον ακόλουθο τρόπο: "το ίδιο όργανο σε διαφορετικά ζώα, υπό οποιαδήποτε μορφή και λειτουργία".
Για τον Owen, η ομοιότητα μεταξύ δομών ή μορφολογιών οργανισμών οφείλεται μόνο στο γεγονός ότι αντιστοιχούσαν στο ίδιο σχέδιο ή "αρχέτυπο".
Ωστόσο, αυτός ο ορισμός ήταν πριν από τη δαρβινική εποχή, οπότε ο όρος χρησιμοποιείται με καθαρά περιγραφικό τρόπο. Αργότερα, με την ενσωμάτωση των Δαρβινικών ιδεών, ο όρος ομολογία παίρνει μια νέα επεξηγηματική νότα και η αιτία αυτού του φαινομένου είναι η συνέχεια της πληροφορίας.
Οι ομολογίες δεν είναι εύκολο να διαγνωσθούν. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες δοκιμές που λένε στον ερευνητή ότι αντιμετωπίζει μια περίπτωση ομολογίας. Το πρώτο είναι να αναγνωρίσουμε εάν υπάρχει μια αντιστοιχία σχετικά με τη χωρική θέση των δομών.
Για παράδειγμα, στα άνω μέλη των τετράποδων η σχέση των οστών είναι ίση μεταξύ των ατόμων της ομάδας. Βρήκαμε ένα humerus, ακολουθούμενο από μια ακτίνα και μια ωλένη. Αν και η δομή μπορεί να τροποποιηθεί, η σειρά είναι η ίδια.
Όλες οι ομοιότητες είναι ομολογίες?
Στη φύση, δεν μπορούν να θεωρηθούν ομόλογες όλες οι ομοιότητες μεταξύ δύο δομών ή διεργασιών. Υπάρχουν άλλα φαινόμενα που οδηγούν σε δύο οργανισμούς που δεν σχετίζονται με την μορφολογία τους. Πρόκειται για εξελικτική σύγκλιση, παραλληλισμό και αντιστροφή.
Το κλασικό παράδειγμα της εξελικτικής σύγκλισης είναι το μάτι των σπονδυλωτών και το μάτι των κεφαλόποδων. Αν και οι δύο δομές πληρούν την ίδια λειτουργία, δεν έχουν κοινή προέλευση (ο κοινός πρόγονος αυτών των δύο ομάδων δεν είχε δομή παρόμοια με το μάτι).
Έτσι, η διάκριση μεταξύ ομόλογων και ανάλογων χαρακτήρων είναι ζωτικής σημασίας για την καθιέρωση σχέσεων μεταξύ ομάδων οργανισμών, καθώς μόνο ομόλογα χαρακτηριστικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να καταλήξουν σε φυλογενετικά συμπεράσματα..
Γιατί οι ομολογίες είναι απόδειξη εξέλιξης?
Οι ομολογίες αποδεικνύουν την κοινή προέλευση του είδους. Επιστρέφοντας στο παράδειγμα του quiridio (μέλος που σχηματίζεται από ένα ενιαίο οστού στο βραχίονα, το αντιβράχιο και δύο φαλάγγων) σε τετράποδα, δεν υπάρχει κανένας λόγος για τον οποίο ένα ρόπαλο και μια φάλαινα πρέπει να μοιράζονται το μοτίβο.
Αυτό το επιχείρημα χρησιμοποιήθηκε από τον ίδιο τον Δαρβίνο Η προέλευση του είδους (1859), για να αντικρούσει την ιδέα ότι τα είδη σχεδιάστηκαν. Κανένας σχεδιαστής - ανεξάρτητα από το πόσο άπειροι - θα χρησιμοποιούσε το ίδιο μοτίβο σε έναν οργανισμό που πετάει και έναν υδρόβιο.
Ως εκ τούτου, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι οι ομολογίες αποτελούν απόδειξη της κοινής καταγωγής, και η μόνη λογική εξήγηση υπάρχει για να ερμηνεύσει ένα quiridio σε ένα θαλάσσιο οργανισμό και άλλα που φέρουν, είναι ότι και οι δύο εξελιχθεί από έναν οργανισμό που ήδη είχε μια τέτοια δομή.
Τι είναι οι μοριακές ομολογίες?
Μέχρι στιγμής αναφέραμε μόνο τις μορφολογικές ομολογίες. Ωστόσο, οι ομολογίες σε μοριακό επίπεδο χρησιμεύουν επίσης ως απόδειξη εξέλιξης.
Η πιο προφανής μοριακή ομολογία είναι η ύπαρξη ενός γενετικού κώδικα. Όλες οι πληροφορίες που απαιτούνται για την οικοδόμηση ενός οργανισμού βρίσκονται στο DNA. Αυτό συμβαίνει με το μόριο RNA αγγελιοφόρου, το οποίο τελικά μεταφράζεται σε πρωτεΐνες.
Οι πληροφορίες περιέχονται σε κώδικα ή κωδικόνια τριών γραμμάτων, που ονομάζεται γενετικός κώδικας. Ο κώδικας είναι καθολικός για τα έμβια όντα, αν και υπάρχει ένα φαινόμενο που ονομάζεται προκατάληψη στη χρήση κωδικονίων, όπου ορισμένα είδη χρησιμοποιούν κωδικόνια πιο συχνά.
Πώς μπορείτε να αποδείξετε ότι ο γενετικός κώδικας είναι καθολικός; Αν απομονώσουμε μιτοχονδριακό RNA το οποίο συνθέτει μία πρωτεΐνη homoglobina κουνέλι και να εισαγάγει εντός ενός βακτηριδίου, προκαρυωτικό μηχανήματα είναι σε θέση να αποκωδικοποιήσει το μήνυμα, αν και αυτό φυσικά δεν παράγει αιμοσφαιρίνη.
Άλλες μοριακές ομολογίες αντιπροσωπεύονται από τον τεράστιο αριθμό μεταβολικών οδών που υπάρχουν κοινά σε διαφορετικές οικογένειες, διαχωριζόμενες στο χρόνο. Για παράδειγμα, η υποβάθμιση της γλυκόζης (γλυκόλυση) είναι ουσιαστικά παρούσα σε όλους τους οργανισμούς.
Τι μας διδάσκουν οι μοριακές ομολογίες;?
Η πιο λογική εξήγηση του γιατί ο κώδικας είναι καθολικός είναι ένα ιστορικό ατύχημα. Όπως η γλώσσα στους ανθρώπινους πληθυσμούς, ο γενετικός κώδικας αυθαίρετος.
Δεν υπάρχει λόγος να χρησιμοποιείται ο όρος "πίνακας" για τον προσδιορισμό του φυσικού αντικειμένου του πίνακα. Το ίδιο ισχύει και για οποιονδήποτε όρο (σπίτι, καρέκλα, ηλεκτρονικό υπολογιστή κ.λπ.).
Για το λόγο αυτό, όταν βλέπουμε ότι ένα άτομο χρησιμοποιεί μια συγκεκριμένη λέξη για να δηλώσει ένα αντικείμενο, είναι επειδή το έμαθε από άλλο πρόσωπο - τον πατέρα του ή τη μητέρα του. Και αυτά, με τη σειρά τους, τα έμαθαν από άλλους ανθρώπους. Δηλαδή, συνεπάγεται έναν κοινό πρόγονο.
Παρομοίως, δεν υπάρχει κανένας λόγος να κωδικοποιείται η βαλίνη από τη σειρά κωδικονίων που σχετίζονται με αυτό το αμινοξύ.
Μόλις δημιουργήθηκε η γλώσσα για τα είκοσι αμινοξέα, παρέμεινε. Ίσως για ενεργειακούς λόγους, καθώς οποιαδήποτε απόκλιση από τον κώδικα θα μπορούσε να έχει επιζήμιες συνέπειες.
Τεχνητή επιλογή
Η τεχνητή επιλογή είναι μια δοκιμή της απόδοσης της διαδικασίας φυσικής επιλογής. Στην πραγματικότητα, η διακύμανση του εγχώριου κράτους ήταν κρίσιμη στη θεωρία του Δαρβίνου και το πρώτο κεφάλαιο της προέλευσης του είδους είναι αφιερωμένο σε αυτό το φαινόμενο.
Οι πιο γνωστές περιπτώσεις τεχνητής επιλογής είναι το οικιακό περιστέρι και τα σκυλιά. Αυτή η λειτουργική διαδικασία μέσω της ανθρώπινης δράσης που εκλέγει επιλεκτικά ορισμένες παραλλαγές του πληθυσμού. Έτσι, οι ανθρώπινες κοινωνίες παράγουν τις ποικιλίες ζωικού κεφαλαίου και φυτών που βλέπουμε σήμερα.
Για παράδειγμα, χαρακτηριστικά όπως το μέγεθος της αγελάδας για την αύξηση της παραγωγής κρέατος, ο αριθμός των αυγών που τοποθετούνται από τα κοτόπουλα, η παραγωγή γάλακτος, μεταξύ άλλων, μπορεί να μεταβληθεί γρήγορα..
Καθώς αυτή η διαδικασία συμβαίνει γρήγορα, μπορούμε να δούμε την επίδραση της επιλογής σε σύντομο χρονικό διάστημα.
Φυσική επιλογή σε φυσικούς πληθυσμούς
Αν και η εξέλιξη θεωρείται διαδικασία που απαιτεί χιλιάδες ή σε μερικές περιπτώσεις μέχρι εκατομμύρια χρόνια, σε ορισμένα είδη μπορούμε να παρατηρήσουμε την εξέλιξη της διαδικασίας.
Αντοχή στα αντιβιοτικά
Μια περίπτωση ιατρικής σημασίας είναι η εξέλιξη της αντίστασης στα αντιβιοτικά. Η υπερβολική και ανεύθυνη χρήση των αντιβιοτικών οδήγησε στην αύξηση των ανθεκτικών παραλλαγών.
Για παράδειγμα, στη δεκαετία του 1940 όλες οι παραλλαγές των σταφυλόκοκκων θα μπορούσαν να εξαλειφθούν με την εφαρμογή της αντιβιοτικής πενικιλλίνης, η οποία αναστέλλει τη σύνθεση του κυτταρικού τοιχώματος.
Σήμερα, σχεδόν 95% των στελεχών Staphylococcus aureus είναι ανθεκτικά σε αυτό το αντιβιοτικό και άλλα των οποίων η δομή είναι παρόμοια.
Η ίδια έννοια εφαρμόζεται στην εξέλιξη της αντίστασης των παρασίτων στη δράση των παρασιτοκτόνων.
Ο σκώρος και η βιομηχανική επανάσταση
Ένα άλλο δημοφιλές παράδειγμα στην εξελικτική βιολογία είναι ο σκώρος Biston betularia ή πεταλούδα των σηραγγών. Αυτός ο σκώρος είναι πολυμορφικός σε σχέση με τον χρωματισμό του. Το ανθρώπινο αποτέλεσμα της Βιομηχανικής Επανάστασης προκάλεσε ταχεία διακύμανση στις αλληλικές συχνότητες του πληθυσμού.
Προηγουμένως, το κυρίαρχο χρώμα των σκώρων ήταν σαφές. Με την άφιξη της επανάστασης, η μόλυνση έφθασε σε εκπληκτικά υψηλά επίπεδα, που κατέστρεψαν το φλοιό των σηραγγών.
Με αυτή την αλλαγή, οι σκώροι με πιο σκούρα χρώματα άρχισαν να αυξάνουν τη συχνότητά τους στον πληθυσμό, αφού για λόγους καμουφλάζ ήταν λιγότερο επιδεικτικοί στα πουλιά - τους κύριους θηρευτές τους.
Οι ανθρώπινες δραστηριότητες έχουν επηρεάσει σε μεγάλο βαθμό την επιλογή πολλών άλλων ειδών.
Αναφορές
- Audesirk, Τ., Audesirk, G., & Byers, Β. Ε (2004). Βιολογία: επιστήμη και φύση. Εκπαίδευση Pearson.
- Ο Darwin, C. (1859). Σχετικά με την προέλευση των ειδών μέσω της φυσικής επιλογής. Murray.
- Freeman, S., & Herron, J.C. (2002). Εξελικτική ανάλυση. Prentice Hall.
- Futuyma, D.J. (2005). Εξέλιξη . Sinauer.
- Soler, Μ. (2002). Εξέλιξη: η βάση της Βιολογίας. Νότιο έργο.