Kuvaile, kuinka luonnollisen valinnan evoluutioteoriaa tukevat todisteet
Evolutionin todisteet ovat vakuuttavia ja kattavia. Tarkasteltaessa elävien järjestelmien jokaista organisaatiotasoa biologit näkevät menneen ja nykyisen evoluution allekirjoituksen. Darwin omisti suuren osan kirjassaan Lajien alkuperästä tunnistamaan evoluution mukaisia luonnossa esiintyviä malleja, ja Darwinista lähtien ymmärryksemme on tullut selkeämpi ja laajempi.
Oppimistavoitteet
- Esitä evoluutioteoriaa tukevat fyysiset todisteet
- Esitä evoluutioteoriaa tukevat biologiset todisteet
- Kumoaa yleiset väärinkäsitykset evoluutiosta
Fyysiset todisteet
Fossiilit
Fossiilit ovat vankkoja todisteita siitä, että menneisyyden organismit eivät ole samat kuin nykyään löydetyt, ja fossiilit osoittavat evoluution eteneminen. Tutkijat määrittävät fossiilien iän ja luokittelevat ne kaikkialta maailmasta sen määrittämiseksi, milloin organismit elivät suhteessa toisiinsa. Tuloksena oleva fossiilitietue kertoo menneisyyden tarinan ja näyttää muodon kehityksen miljoonien vuosien ajan (kuva 1a). Esimerkiksi tutkijat ovat saaneet erittäin yksityiskohtaisia tietoja ihmisten ja hevosten evoluutiosta (kuva 1b).
Kuva 1. Tässä (a) näytössä fossiiliset hominidit on järjestetty vanhimmasta (alhaalta) uusimpaan (ylhäältä). Hominidien kehittyessä kallon muoto muuttui. Taiteilijan esitys (b) Equus-suvun sukupuuttoon kuolleista lajeista paljastaa, että nämä muinaiset lajit muistuttivat nykyaikaista hevosta (Equus ferus), mutta kooltaan vaihtelivat.
Anatomia ja embryologia
Kuva 2. Näiden liitteiden samanlainen rakenne osoittaa, että näillä organismeilla on yhteinen esi-isä.
Toinen todiste evoluutiosta on rakenteiden esiintyminen organismeissa, joilla on sama perusmuoto. Esimerkiksi ihmisen, koiran, linnun ja valaan lisäyksissä olevilla luilla on kaikki sama kokonaisrakenne (kuva 2), mikä johtuu niiden alkuperästä yhteisen esi-isän liitteissä. Ajan myötä evoluutio johti muutoksiin näiden luiden muodoissa ja kooissa eri lajeilla, mutta ne ovat säilyttäneet saman yleisen asettelun. Tutkijat kutsuvat näitä synonyymejä osia homologisiksi rakenteiksi.
Joitakin rakenteita esiintyy organismeissa, joilla ei ole lainkaan näennäistä toimintaa ja jotka näyttävät olevan jäännösosia aikaisemmasta yhteisestä esi-isästä. Näitä käyttämättömiä rakenteita, joissa ei ole toimintoa, kutsutaan vestigiaalirakenteiksi. Joitakin esimerkkejä rintakehän rakenteista ovat lentämättömien lintujen siivet, joidenkin kaktusten lehdet ja valaiden takajalan luut.
Toinen todiste evoluutiosta on muodon lähentyminen organismeissa, joilla on samanlainen ympäristö. Esimerkiksi arktisella alueella elävät etuyhteydettömien eläinten lajit, kuten arktinen kettu ja ptarmigan, on valittu talven kausiluonteisiin valkoisiin fenotyyppeihin sulautumaan lumen ja jään kanssa (kuva 3). Nämä yhtäläisyydet eivät johdu yhteisestä syntyperästä, vaan samankaltaisista valintapaineista – eduista, joita saalistajat eivät näe.
Kuva 3. Arktisen ketun valkoinen talvitakki ja (b) ptarmiganin höyhen ovat mukautuksia ympäristöönsä. (hyvitys: Keith Morehousen tekemä muokkaus työhön)
Embryologia, tutkimus organismin anatomian kehittymisestä aikuisen muotoonsa, antaa myös todisteita nykyään hyvin erilaisten ryhmien välisestä läheisyydestä. organismien. Alkiossa tapahtuvalla mutatiivisella säätämisellä voi olla aikuisilla niin suuria seurauksia, että alkion muodostuminen pyrkii konservoitumaan. Tämän seurauksena joissakin ryhmissä puuttuvat rakenteet näkyvät usein alkionmuodoissaan ja katoavat aikuisen tai nuoren muodon saavuttamisen yhteydessä. Esimerkiksi kaikilla selkärankaisten alkioilla, myös ihmisillä, on kidusrakoja ja pyrstöjä jossakin varhaisen kehityksen vaiheessa. Nämä häviävät maanpäällisten ryhmien aikuisilla, mutta ne säilyvät aikuisten vesiryhmien muodossa, kuten kalat ja jotkut sammakkoeläimet. Apinoiden alkioilla, ihmisillä, on kehänsä aikana hännärakenne, joka menetetään syntymähetkellä.
Biologinen näyttö
Biogeografia
Maantieteellinen jakauma planeetan organismit seuraavat malleja, jotka voidaan parhaiten selittää evoluutiolla tektonisten levyjen liikkeen yhteydessä geologisen ajan kuluessa. Laajat ryhmät, jotka ovat kehittyneet ennen superkontinentin Pangean hajoamista (noin 200 miljoonaa vuotta sitten), jaetaan maailmanlaajuisesti.Hajoamisen jälkeen kehittyneet ryhmät näkyvät ainutlaatuisina planeetan alueilla, kuten superkontinentaalista Laurasiasta muodostuneiden pohjoisten mantereiden ainutlaatuisesta kasvistosta ja eläimistöstä ja superkontinentista Gondwanasta muodostuneista eteläisistä mantereista. Proteaceae-kasviperheen jäsenet ovat läsnä Australiassa, eteläisessä Afrikassa ja Etelä-Amerikassa parhaiten niiden ulkonäön vuoksi ennen eteläisen supermontinentin Gondwanan hajoamista.
Pussieläinten suuri monipuolistuminen Australiassa ja puuttuminen muiden nisäkkäiden heijastavat Australian pitkää eristystä. Australiassa on runsaasti endeemisiä lajeja – lajeja, joita ei löydy mistään muualta – mikä on tyypillistä saarille, joiden eristäminen vesialueilla estää lajien muuttoliikkeen. Ajan myötä nämä lajit hajoavat evoluutiomaisesti uusiksi lajeiksi, jotka näyttävät hyvin erilaisilta kuin mantereella mahdollisesti esiintyvät esi-isät. Australian pussieläimet, peippot Galápagosilla ja monet Havaijin saarten lajit ovat kaikki ainutlaatuisia yhdestä lähtöpisteestään, mutta niillä on kaukaisia suhteita mantereen esi-isälajeihin.
Molekyylibiologia
Anatomisten rakenteiden tapaan elämän molekyylien rakenteet heijastavat laskeutumista muutoksin. Todisteet yhteisestä esi-isästä koko elämään heijastuvat DNA: n universaalina geneettisenä materiaalina ja geneettisen koodin sekä DNA: n replikaation ja ilmentymisen koneiston lähes universaalina. Elämän perusjakaumat kolmen domeenin välillä heijastuvat suurissa rakenteellisissa eroissa muuten konservatiivisissa rakenteissa, kuten ribosomien ja kalvojen rakenteissa. Yleensä organismiryhmien sukulaisuus heijastuu niiden DNA-sekvenssien samankaltaisuuteen – täsmälleen sellaiseen malliin, jota voidaan odottaa laskeutumisesta ja monipuolistumisesta yhteiseltä esi-isältä.
DNA-sekvenssit ovat myös valaisseet joitain evoluution mekanismeista. Esimerkiksi on selvää, että uusien funktioiden kehitys proteiineille tapahtuu yleensä sellaisten geenien päällekkäisyystapahtumien jälkeen, jotka mahdollistavat yhden kappaleen vapaan muuntamisen mutaation, selektion tai driftin avulla (muutokset populaation geenipoolissa sattuman vuoksi), kun taas toinen copy tuottaa edelleen toiminnallista proteiinia.
Evoluutio – se on asia
Tämä video määrittelee evoluution ja käsittelee useita todisteita, jotka tukevat evoluutioteoriaa:
Väärinkäsitykset evoluutiosta
Vaikka evoluutioteoria herätti kiistoja, kun sitä ehdotettiin ensimmäisen kerran, biologit, varsinkin nuoremmat biologit, hyväksyivät sen lähes yleisesti 20 vuoden kuluessa lajien alkuperästä. Evoluutioteoria on kuitenkin vaikea käsite, ja väärinkäsityksiä sen toiminnasta on runsaasti.
Evoluutio on vain teoria
Evoluutioteorian kriitikot hylkäävät sen merkityksen sekoittamalla tarkoituksellisesti sanan ”teoria” jokapäiväinen käyttö ja tapa, jolla tutkijat käyttävät sanaa. Tieteessä ”teoria” ymmärretään kokonaisuudeksi perusteellisesti testattuja ja todennettuja selityksiä joukolle luonnonilmiöitä. Tutkijoilla on atomiteoria, painovoima- ja suhteellisuusteoria, joista kukin kuvaa ymmärrettyjä tosiasioita maailmasta. Samalla tavalla evoluutioteoria kuvaa tosiasioita elävästä maailmasta. Sellaisena tieteen teoria on selvinnyt merkittävistä ponnisteluista tutkijoiden halventamiseksi. Sitä vastoin ”teoria” yleisessä kansankielessä on sana, joka tarkoittaa arvausta tai ehdotettua selitystä; tämä merkitys muistuttaa enemmän ”hypoteesin” tieteellistä käsitettä. Kun evoluutiokriitikot sanovat evoluution olevan ”vain teoria”, he tarkoittavat, että sitä tukevia todisteita on vähän ja että niitä testataan edelleen tiukasti. Tämä on väärinkäyttäjä.
Yksilöt kehittyvät
Evoluutio on populaation geneettisen koostumuksen muutos ajan myötä, etenkin sukupolvien ajan, johtuen tiettyjen alleelien yksilöiden erilaisesta lisääntymisestä. Yksilöt muuttuvat luonnollisesti elämänsä aikana, mutta tätä kutsutaan kehitykseksi ja siihen liittyy muutokset, jotka on ohjelmoitu yksilön syntymähetkellä hankkimien geenien joukossa koordinoidusti yksilön ympäristön kanssa.Mielessä ominaisuuden evoluutiota on luultavasti parasta ajatella ominaisuuden keskimääräisen arvon muutosta ajan myötä. Esimerkiksi, kun luonnollinen valinta johtaa laskujen koon muutokseen keskikokoisissa peippoissa Galápagosilla, se ei tarkoita, että peippojen yksittäiset laskut olisivat muuttuneet ng. Jos mitataan kaikkien väestön yksilöiden keskimääräinen laskukoko kerralla ja sitten mitataan väestön keskimääräinen laskukoko useita vuosia myöhemmin, tämä keskiarvo on erilainen evoluution seurauksena.Vaikka jotkut henkilöt saattavat selviytyä ensimmäisestä kerrasta toiseen, heillä on silti sama laskukoko; kuitenkin on monia uusia yksilöitä, jotka myötävaikuttavat keskimääräisen laskukoon muutokseen.
Organismit kehittyvät tarkoitukseen
Lausunnot, kuten ”organismit kehittyvät vastauksena muutokseen ympäristössä ”Ovat melko yleisiä, mutta tällaiset lausunnot voivat johtaa kahden tyyppisiin väärinkäsityksiin. Ensinnäkin lausuntoa ei pidä ymmärtää tarkoittavan yksittäisten organismien kehittymistä. Lausunto on lyhyt, sillä” populaatio kehittyy vastauksena muuttuvaan ympäristöön ”. Toinen väärinkäsitys voi kuitenkin syntyä tulkitsemalla lausunnon siten, että evoluutio on jotenkin tarkoituksellista. Muuttunut ympäristö johtaa siihen, että jotkut yksilöt, joilla on tietyt fenotyypit, hyötyvät ja tuottavat siten suhteellisesti enemmän jälkeläisiä kuin muut fenotyypit. Tämä johtaa populaation muutokseen, jos ominaisuudet määritetään geneettisesti.
On myös tärkeää ymmärtää, että vaihtelu, jolla luonnollinen valinta vaikuttaa, on jo populaatiossa eikä sitä esiinny vastauksena ympäristömuutokseen. . Esimerkiksi antibioottien soveltaminen bakteeripopulaatioon valitsee ajan myötä bakteeripopulaation, joka on resistentti antibiooteille. Geenin aiheuttama resistenssi ei syntynyt mutaatiolla antibiootin käytön vuoksi. Resistenssigeeni oli jo läsnä bakteerien geenipoolissa, todennäköisesti matalalla taajuudella. Antibiootti, joka tappaa bakteerisolut ilman resistenssigeeniä, valitsee voimakkaasti yksilöt, jotka ovat resistenttejä, koska nämä olisivat ainoat selviytyneet ja jakautuneet. Kokeet ovat osoittaneet, että mutaatioita antibioottiresistenssille ei synny antibioottien seurauksena.
Laajemmassa mielessä evoluutio ei ole tavoitteellista. Lajit eivät tule ”paremmiksi” ajan myötä; ne yksinkertaisesti seuraavat muuttuvaa ympäristöään mukautuksilla, jotka maksimoivat lisääntymisensä tietyssä ympäristössä tiettynä ajankohtana. Evoluutiolla ei ole tavoitetta tehdä nopeampi, isompi, monimutkaisempi tai jopa älykkäämpi laji Tämäntyyppisen kielen yleisyys suositussa keskustelussa. Mitkä lajissa kehittyvät ominaisuudet riippuvat läsnä olevasta vaihtelusta ja ympäristöstä, jotka molemmat muuttuvat jatkuvasti suunnattomasti. Mikä ominaisuus sopii yhteen ympäristöön yhdessä aika voi hyvinkin olla kohtalokas jossain vaiheessa tulevaisuudessa. Tämä pätee yhtä hyvin hyönteislajeihin kuin ihmislajeihin.
Evoluutio selittää elämän alkuperän
Se on yleinen väärinkäsitys siitä, että evoluutio sisältää selityksen elämän alkuperästä. Toisaalta jotkut teorian kriitikot uskovat, että se ei voi selittää elämän alkuperää. Teoria ei yritä selittää elämän alkuperää. selittää kuinka populaatiot muuttuvat ajan myötä ja kuinka elämä monipuolistaa lajien alkuperää. Se ei valaise elämän alkua, mukaan lukien ensimmäisten solujen alkuperää, mikä on elämän määrittely. Maapallon elämän alkuperän mekanismit ovat erityisen vaikea ongelma, koska se tapahtui hyvin kauan sitten, ja oletettavasti se tapahtui vain kerran. Tärkeää on, että biologit uskovat, että elämän läsnäolo maapallolla estää mahdollisuuden, että maapallon elämään johtaneet tapahtumat voidaan toistaa, koska välivaiheista tulisi välittömästi ruokaa olemassa oleville eläville olennoille.
Kuitenkin kerran perintömekanismi oli paikallaan DNA: n kaltaisen molekyylin muodossa joko solussa tai esisolussa, näihin yksiköihin sovellettaisiin luonnollisen valinnan periaatetta. Tehokkaammat toistimet lisääntyvät taajuudella tehottomien toistimien kustannuksella. Joten vaikka evoluutio ei selitä elämän alkuperää, sillä voi olla jotain sanottavaa joistakin prosesseista, jotka toimivat kerran ennen eläviä olentoja hankkiessaan tiettyjä ominaisuuksia.
Yhteenvetona: Evidence for Evolution
Koska Darwin kehitti laskeutumista koskevia ideoitaan muokkaamalla ja luonnollisen valinnan paineita, evoluutioteorian tukemiseksi on kerätty useita todisteita. Fossiiliset todisteet osoittavat sukulinjojen muutokset miljoonien vuosien ajan, kuten hominideissa ja hevosissa. Anatomian tutkiminen antaa tutkijoille mahdollisuuden tunnistaa homologiset rakenteet eri sukulaisryhmien, kuten jalkojen luiden, välillä. Vestigiaaliset rakenteet tarjoavat myös vihjeitä yhteisille esi-isille. Embryologian avulla tutkijat voivat tunnistaa yhteiset esi-isät rakenteiden kautta, jotka ovat läsnä vain kehityksen aikana eivätkä aikuisten muodossa. Samankaltaisten organismien esiintyminen mantereilla osoittaa, milloin nämä organismit ovat voineet kehittyä. Esimerkiksi jotkut pohjoisten mantereiden kasvistot ja eläimet ovat samanlaisia näillä maapinnoilla, mutta eroavat eteläisten mantereiden kasveista ja eläimistä.Saarilla, kuten Australiassa ja Galapagos-ketjussa, on usein ainutlaatuisia lajeja, jotka ovat kehittyneet näiden mantereesta erotettujen maaperien jälkeen. Lopuksi, molekyylibiologia tarjoaa tietoja, jotka tukevat evoluutioteoriaa. Erityisesti DNA: n universaalisuus ja proteiinien geneettisen koodin lähes yleismaailmallisuus osoittavat, että koko elämällä oli kerran yhteinen esi-isä. DNA tarjoaa myös vihjeitä evoluution tapahtumisesta. Geenikopiot antavat yhden kopion käydä läpi mutaatiotapahtumia vahingoittamatta organismia, koska yksi kopio tuottaa edelleen funktionaalista proteiinia.
Evoluutioteoriasta on olemassa monia väärinkäsityksiä – mukaan lukien jotkut teorian kriitikot ovat jatkaneet sitä. Ensinnäkin evoluutio tieteellisenä teoriana tarkoittaa sitä, että sillä on vuosien havainnot ja sitä tukevat kertyneet tiedot. Se ei ole ”vain teoria”, kuten henkilö voi sanoa yleisessä kansankielessä.
Toinen väärinkäsitys on, että yksilöt kehittyvät, vaikka itse asiassa populaatiot kehittyvät ajan myötä. Yksilöillä on yksinkertaisesti mutaatioita. mutaatiot eivät synny tarkoituksella eivätkä ne reagoi ympäristöpaineeseen. Sen sijaan DNA: n mutaatiot tapahtuvat spontaanisti ja ovat läsnä jo väestön yksilöissä, kun esiintyy valikoiva paine. Kun ympäristö alkaa suosia tiettyä ominaisuutta, ne yksilöillä, joilla jo on tämä mutaatio, on valikoiva etu, ja he todennäköisesti selviävät paremmin ja tuottavat muita ilman sopeutumista.
Lopuksi, evoluutioteoria ei itse asiassa käsittele tämän planeetan elämän alkuperää. uskomme, ettemme voi itse asiassa toistaa olosuhteita, jotka johtivat elämään maan päällä, koska elämä on jo olemassa. Elämän läsnäolo on muuttanut ympäristöä niin dramaattisesti, että alkuperää ei voida tuottaa kokonaan tutkimusta varten.
Tarkista ymmärryksesi
Vastaa alla oleviin kysymyksiin nähdäksesi, kuinka hyvin ymmärrät edellisen osan aiheita. Tätä lyhyttä tietokilpailua ei lasketa luokkasi arvosanaan, ja voit tehdä sen uudelleen rajoittamattoman määrän kertoja.
Käytä tätä tietokilpailua tarkistaaksesi ymmärryksesi ja päättääksesi (1) tutkiako edellistä osaa edelleen tai (2) siirry seuraavaan osioon.
