전공을위한 생물학 I (한국어)

자연 선택에 의한 진화론이 증거에 의해 어떻게 뒷받침되는지 설명합니다.

진화에 대한 증거는 강력하고 광범위합니다. 살아있는 시스템의 모든 수준의 조직을 살펴보면 생물 학자들은 과거와 현재 진화의 특징을 봅니다. Darwin은 자신의 저서 On the Origin of Species의 상당 부분을 진화와 일치하는 자연의 패턴을 식별하는 데 바쳤습니다. Darwin 이후로 우리의 이해는 더 명확하고 넓어졌습니다.

학습 목표

  • 진화 이론을 뒷받침하는 물리적 증거 개요
  • 진화 이론을 뒷받침하는 생물학적 증거 개요
  • 진화에 대한 일반적인 오해 반박

물리적 증거

화석

화석은 과거의 유기체가 오늘날 발견 된 유기체와 동일하지 않다는 확실한 증거를 제공하며 화석은 진화의 진행. 과학자들은 화석의 나이를 결정하고 전 세계의 화석을 분류하여 유기체가 서로 상대적으로 살았던시기를 결정합니다. 결과 화석 기록은 과거의 이야기를 말하고 수백만 년에 걸친 형태의 진화를 보여줍니다 (그림 1a). 예를 들어 과학자들은 인간과 말의 진화를 보여주는 매우 상세한 기록을 복구했습니다 (그림 1b).

그림 1.이 (a) 디스플레이에서 화석 유인원은 가장 오래된 (아래)에서 최신 (위)으로 정렬됩니다. 인류가 진화함에 따라 두개골의 모양이 변했습니다. 예술가가 (b) 에쿠스 속의 멸종 된 종을 표현한 것은이 고대 종들이 현대 말 (Equus ferus)과 닮았지만 크기가 다양하다는 것을 보여줍니다.

해부학 및 발생학

그림 2. 이러한 부속물의 유사한 구조는 이러한 유기체가 공통 조상을 공유 함을 나타냅니다.

진화에 대한 또 다른 유형의 증거는 동일한 기본 형태를 공유하는 유기체 구조의 존재입니다. 예를 들어, 인간, 개, 새, 고래의 부속물에있는 뼈는 모두 공통 조상의 부속물에서 유래 한 동일한 전체 구조 (그림 2)를 공유합니다. 시간이 지남에 따라 진화로 인해 다른 종에서 이러한 뼈의 모양과 크기가 변경되었지만 전체 레이아웃은 동일하게 유지되었습니다. 과학자들은 이러한 동의어 부분을 상동 구조라고 부릅니다.

어떤 구조는 겉보기 기능이 전혀없는 유기체에 존재하며 과거의 공통 조상의 잔여 부분으로 보입니다. 기능이없는 이러한 미사용 구조를 흔적 구조라고합니다. 흔적 구조의 예로는 날지 못하는 새의 날개, 선인장의 잎, 고래의 뒷다리 뼈 등이 있습니다.

진화의 또 다른 증거는 유사한 환경을 공유하는 유기체에서 형태의 수렴입니다. 예를 들어, 북극 지역에 살고있는 북극 여우와 ptarmigan과 같은 관련이없는 동물의 종은 눈과 얼음과 조화를 이루기 위해 겨울철 계절별 흰색 표현형으로 선택되었습니다 (그림 3). 이러한 유사점은 공통 조상 때문이 아니라 유사한 선택 압력 (포식자에게 보이지 않는 이점) 때문입니다.

그림 3. (a) 북극 여우의 하얀 겨울 코트와 (b) ptarmigan의 깃털은 환경에 적응 한 것입니다. (credit a : Keith Morehouse의 작업 수정)

유기체의 해부학 적 형태를 성인 형태로 발전시키는 연구 인 Embryology는 현재 널리 분산 된 그룹 간의 관련성에 대한 증거를 제공합니다. 유기체의. 배아의 돌연변이 비틀기는 성인에서 배아 형성이 보존되는 경향이 큰 결과를 가져올 수 있습니다. 결과적으로 일부 그룹에없는 구조는 종종 배아 형태로 나타나고 성인 또는 청소년 형태에 도달 할 때 사라집니다. 예를 들어 인간을 포함한 모든 척추 동물 배아는 초기 발달 단계에서 아가미 슬릿과 꼬리를 나타냅니다. 이들은 육상 그룹의 성충에서 사라지지만 어류 및 일부 양서류와 같은 성체 형태의 수생 그룹에서 유지됩니다. 인간을 포함한 대유 인원 배아는 발달 과정에서 태어날 때 사라진 꼬리 구조를 가지고 있습니다.

생물학적 증거

생물 지리학

지리적 분포 지구상의 유기체의 수는 지질 학적 시간에 걸친 지각판의 이동과 함께 진화에 의해 가장 잘 설명되는 패턴을 따릅니다. 초 대륙 판게아 (약 2 억년 전) 해체 이전에 진화 한 광범위한 그룹이 전 세계에 분포되어 있습니다.해체 이후 진화 한 그룹은 초 대륙 로라 시아에서 형성된 북부 대륙의 독특한 동식물과 초 대륙 곤드와 나에서 형성된 남 대륙의 고유 한 동식물과 같은 행성의 지역에서 고유하게 나타납니다. 호주, 남부 아프리카 및 남미에서 식물과 Proteaceae의 존재는 남부 초 대륙 곤드와 나가 해체되기 전의 모습으로 인해 가장 잘 나타납니다.

호주에서 유대류의 큰 다양성과 부재 다른 포유류의 수는 호주의 오랜 고립을 반영합니다. 호주에는 다른 곳에서는 찾을 수없는 종인 고유종이 풍부하며, 이는 넓은 물에 의해 격리되어 종의 이동을 방해하는 섬의 전형적인 특징입니다. 시간이 지남에 따라이 종은 본토에 존재할 수있는 조상과는 매우 다르게 보이는 새로운 종으로 진화 적으로 분화합니다. 호주의 유대류, 갈라파고스의 핀치새, 하와이 제도의 많은 종은 모두 원산지가 고유하지만 본토의 조상 종과는 먼 관계를 나타냅니다.

분자 생물학

분자 생물학

해부 구조와 마찬가지로 생명 분자의 구조는 변형 된 하강을 반영합니다. 모든 생명체에 대한 공통 조상의 증거는 유전 물질로서의 DNA의 보편성과 유전자 코드의 거의 보편성과 DNA 복제 및 발현의 기계에 반영됩니다. 세 영역 사이의 삶의 근본적인 구분은 리보솜의 구성 요소와 막의 구조와 같은 보수적 인 구조의 주요 구조적 차이에 반영됩니다. 일반적으로 유기체 그룹의 관련성은 DNA 서열의 유사성, 즉 공통 조상의 혈통과 다양 화에서 기대할 수있는 패턴에 반영됩니다.

DNA 서열은 일부 사람들에게도 빛을 발했습니다. 진화 메커니즘의. 예를 들어, 단백질에 대한 새로운 기능의 진화는 일반적으로 돌연변이, 선택 또는 드리프트 (우연으로 인한 집단의 유전자 풀의 변화)에 의해 한 사본의 자유 변형을 허용하는 유전자 복제 사건 후에 발생하는 반면, 다른 하나는 copy는 계속해서 기능성 단백질을 생성합니다.

진화-그것은 사물입니다

이 비디오는 진화를 정의하고 진화 이론을 뒷받침하는 여러 가지 증거에 대해 논의합니다.

진화에 대한 오해

진화론이 처음 제안되었을 때 논쟁을 불러 일으켰지 만, On the Origin of Species가 출판 된 후 20 년 이내에 생물 학자, 특히 젊은 생물 학자들이 거의 보편적으로 받아 들였습니다. 그럼에도 불구하고 진화론은 어려운 개념이며 그것이 어떻게 작동하는지에 대한 오해가 많습니다.

진화는 단지 이론 일뿐입니다.

진화론에 대한 비평가들은 의도적으로 다음을 혼동함으로써 그 중요성을 무시합니다. 과학자들이 단어를 사용하는 방식과 함께 “이론”이라는 단어의 일상적인 사용 과학에서 “이론”은 일련의 자연 세계 관찰에 대해 철저히 테스트되고 검증 된 설명의 집합체로 이해됩니다. 과학자들은 원자 이론, 중력 이론 및 상대성 이론을 가지고 있으며 각각은 세계에 대한 이해 된 사실을 설명합니다. 마찬가지로 진화론은 살아있는 세계에 대한 사실을 설명합니다. 따라서 과학 이론은 과학자들에 의해 그것을 불신시키려는 상당한 노력에서 살아 남았습니다. 대조적으로, 일반적인 모국어로 “이론”은 추측 또는 제안 된 설명을 의미하는 단어로,이 의미는 “가설”이라는 과학적 개념과 더 유사합니다. 진화론을 비판하는 사람들은 진화가 “이론 일뿐”이라고 말할 때, 진화를 뒷받침하는 증거가 거의없고 아직 엄격한 테스트를 거치고 있다는 것을 암시합니다. 이것은 잘못된 특성입니다.

개개인은 진화합니다.

진화는 특정 대립 유전자를 가진 개체의 차별적 번식으로 인해 시간이 지남에 따라, 특히 세대에 걸쳐 인구의 유전 적 구성이 변하는 것입니다. 개체는 일생 동안 변함이 분명하지만이를 발달이라고하며 개인이 출생시 획득 한 일련의 유전자에 의해 프로그래밍 된 변화는 개인의 환경과 조화를 이룹니다. 특성의 진화에 대해 생각할 때 시간 경과에 따른 인구 특성의 평균 값 변화에 대해 생각하는 것이 가장 좋습니다. 예를 들어, 자연 선택으로 인해 갈라파고스에서 중형 핀치의 지폐 크기가 변한다고해서 핀치의 개별 지폐가 창기라는 의미는 아닙니다. ng. 한 번에 인구의 모든 개인의 평균 지폐 크기를 측정 한 다음 몇 년 후 인구의 평균 지폐 크기를 측정하면이 평균 값은 진화의 결과로 달라집니다.일부 개인은 처음부터 두 번째까지 생존 할 수 있지만 여전히 지폐 크기는 동일합니다. 그러나 평균 청구서 크기의 변화에 기여하는 새로운 개인이 많이있을 것입니다.

유기체는 의도적으로 진화합니다.

“환경 변화에 따라 유기체가 진화합니다. ”은 매우 흔하지 만 이러한 진술은 두 가지 유형의 오해로 이어질 수 있습니다. 첫째,이 진술은 개별 유기체가 진화한다는 의미로 이해되어서는 안됩니다.이 진술은 “변화하는 환경에 대응하여 인구가 진화합니다”의 약어입니다. 그러나 그 진술을 어떤 식 으로든 의도적이라는 의미로 해석하면 두 번째 오해가 발생할 수 있습니다. 변화된 환경으로 인해 특정 표현형을 가진 개체군의 일부 개체가 혜택을 받고 다른 표현형보다 비례 적으로 더 많은 자손을 생산하게됩니다. 이로 인해 특성이 유 전적으로 결정되면 인구가 변경됩니다.

자연 선택이 작용하는 변이는 이미 인구에 있으며 환경 변화에 대한 반응으로 발생하지 않는다는 것을 이해하는 것도 중요합니다. . 예를 들어, 박테리아 집단에 항생제를 적용하면 시간이 지남에 따라 항생제에 내성이있는 박테리아 집단이 선택됩니다. 유전자에 의한 내성은 항생제의 적용으로 인해 돌연변이에 의한 것이 아닙니다. 저항성 유전자는 박테리아의 유전자 풀에 이미 존재했으며, 아마도 낮은 빈도로 존재했을 것입니다. 내성 유전자없이 박테리아 세포를 죽이는 항생제는 내성이있는 개체를 강력하게 선택합니다. 이들은 생존하고 분열 된 유일한 개체이기 때문입니다. 실험에 따르면 항생제 내성에 대한 돌연변이는 항생제의 결과로 발생하지 않습니다.

더 큰 의미에서 진화는 목표 지향적이지 않습니다. 종은 시간이 지남에 따라 “더 나아지지”않습니다. 단순히 특정 시간에 특정 환경에서 번식을 극대화하는 적응을 통해 변화하는 환경을 추적합니다. 진화는 종을 더 빠르고, 더 크게, 더 복잡하게 또는 더 똑똑하게 만드는 목표가 없습니다. 대중 담론에서 이런 종류의 언어의 공통성. 종에서 어떤 특성이 진화하는지는 현재의 변이와 환경의 함수이며, 둘 다 무지향적인 방식으로 끊임없이 변화합니다. 한 환경에서 한 환경에 맞는 특성은 무엇입니까? 시간은 미래의 어느 시점에서 치명적일 수 있습니다. 이것은 곤충 종도 인간과 마찬가지로 똑같이 잘 유지됩니다.

진화는 생명의 기원을 설명합니다

그렇습니다. 진화가 생명의 기원에 대한 설명을 포함한다는 일반적인 오해와 반대로, 일부 이론의 비평가들은 그것이 생명의 기원을 설명 할 수 없다고 믿습니다. 이론은 생명의 기원을 설명하려고하지 않습니다. xplains는 개체군이 시간이 지남에 따라 어떻게 변하는 지, 생명이 종의 기원을 다양 화하는 방법을 설명합니다. 그것은 생명이 정의되는 방식 인 첫 번째 세포의 기원을 포함하여 생명의 시작을 밝히지 않습니다. 지구상의 생명의 기원 메커니즘은 매우 오래 전에 발생했으며 아마도 한 번만 발생했기 때문에 특히 어려운 문제입니다. 중요한 것은, 생물 학자들은 지구에 생명체가 존재하면 중간 단계가 즉시 기존 생명체의 음식이되기 때문에 지구 생명체로 이어진 사건이 반복 될 가능성을 배제한다고 믿습니다.

하지만 유전 메커니즘은 세포 또는 전 세포 내에서 DNA와 같은 분자의 형태로 자리 잡고 있으며, 이러한 개체는 자연 선택의 원칙을 따릅니다. 더 효과적인 재생산자는 비효율적 인 재생산자를 희생시키면서 빈도를 증가시킬 것입니다. 따라서 진화는 생명의 기원을 설명하지 않지만, 이전에 살아있는 독립 체가 특정 속성을 획득하면 작동하는 일부 프로세스에 대해 말할 수 있습니다.

요약 : Evidence for Evolution

다윈이 수정과 자연 선택의 압력을 통해 하강에 대한 그의 아이디어를 개발 한 이후, 진화론을 뒷받침하는 다양한 증거가 수집되었습니다. 화석 증거는 인류와 말과 같은 수백만 년 동안 혈통의 변화를 보여줍니다. 해부학을 연구함으로써 과학자들은 다리 뼈와 같은 다양한 관련 유기체 그룹에서 상동 구조를 식별 할 수 있습니다. 흔적 구조는 또한 공통 조상에게 단서를 제공합니다. 발생학을 사용하여 과학자들은 성인 형태가 아닌 발달 중에 만 존재하는 구조를 통해 공통 조상을 식별 할 수 있습니다.

생물 지리학은 진화 관계에 대한 추가 단서를 제공합니다. 대륙 전체에 관련된 유기체의 존재는 이러한 유기체가 언제 진화했는지를 나타냅니다. 예를 들어, 북부 대륙의 일부 동식물은 이러한 대륙 전체에서 유사하지만 남부 대륙의 동식물과는 다릅니다.호주와 갈라파고스 사슬과 같은 섬은 종종 본토에서 분리 된이 대륙 이후 진화 한 독특한 종을 가지고 있습니다. 마지막으로 분자 생물학은 진화 이론을 뒷받침하는 데이터를 제공합니다. 특히 DNA의 보편성과 단백질에 대한 유전 암호의 거의 보편성은 모든 생명체가 한때 공통 조상을 공유했음을 보여줍니다. DNA는 또한 진화가 어떻게 일어 났는지에 대한 단서를 제공합니다. 유전자 복제는 하나의 복사본이 기능적 단백질을 계속 생산하기 때문에 하나의 복사본이 유기체에 해를 끼치 지 않고 돌연변이 사건을 겪을 수있게합니다.

진화 이론에 대한 많은 오해가 존재합니다. 첫째, 과학 이론으로서의 진화는 그것을 뒷받침하는 수년간의 관찰과 축적 된 데이터를 가지고 있음을 의미합니다. 사람이 일반적인 언어로 말할 수있는 “단순한 이론”이 아닙니다.

실제로는 시간이 지남에 따라 진화하는 개체군이지만 개인이 진화한다는 또 다른 오해입니다. 개인은 단순히 돌연변이를 가지고 있습니다. 돌연변이는 의도적으로 발생하지도 않고 환경 압력에 반응하여 발생하지도 않습니다. 대신 DNA 돌연변이는 자발적으로 발생하며 선택적인 압력이 발생할 때 이미 개체군에 존재합니다. 환경이 특정 특성을 선호하기 시작하면 이미 그 돌연변이를 가지고있는 개인은 선택적인 이점을 가질 것이며 적응없이 더 잘 살아남고 다른 사람들을 능가 할 가능성이 있습니다.

마지막으로, 진화론은 사실이 행성에서 생명의 기원을 다루지 않습니다. 과학자들은 사실 지금은 생명체가 존재하기 때문에 지구에 생명을 불어 넣은 상황을 반복 할 수 없다고 믿습니다. 생명의 존재는 환경을 극적으로 변화시켜 출처를 완전히 연구 할 수는 없습니다.

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