Beschrijf hoe de theorie van evolutie door natuurlijke selectie wordt ondersteund door bewijs

Het bewijs voor evolutie is overtuigend en uitgebreid. Kijkend naar elk organisatieniveau in levende systemen, zien biologen de handtekening van vroegere en huidige evolutie. Darwin wijdde een groot deel van zijn boek, On the Origin of Species, aan het identificeren van patronen in de natuur die consistent waren met evolutie, en sinds Darwin is ons begrip duidelijker en breder geworden.

Fysiek bewijs

Fossielen

Fossielen leveren solide bewijs dat organismen uit het verleden niet dezelfde zijn als die van vandaag, en fossielen laten zien een progressie van evolutie. Wetenschappers bepalen de ouderdom van fossielen en categoriseren ze van over de hele wereld om te bepalen wanneer de organismen ten opzichte van elkaar leefden. Het resulterende fossielenbestand vertelt het verhaal van het verleden en toont de evolutie van de vorm gedurende miljoenen jaren (Figuur 1a). Wetenschappers hebben bijvoorbeeld zeer gedetailleerde gegevens gevonden die de evolutie van mensen en paarden laten zien (Figuur 1b).

Anatomie en embryologie

Een ander type bewijs voor evolutie is de aanwezigheid van structuren in organismen die dezelfde basisvorm delen. De botten in de aanhangsels van een mens, hond, vogel en walvis hebben bijvoorbeeld allemaal dezelfde algemene constructie (figuur 2) als gevolg van hun oorsprong in de aanhangsels van een gemeenschappelijke voorouder. In de loop van de tijd heeft evolutie geleid tot veranderingen in de vorm en grootte van deze botten bij verschillende soorten, maar ze hebben dezelfde algehele lay-out behouden. Wetenschappers noemen deze synonieme delen homologe structuren.

Sommige structuren bestaan in organismen die helemaal geen duidelijke functie hebben en lijken restdelen te zijn van een vroegere gemeenschappelijke voorouder. Deze ongebruikte structuren zonder functie worden rudimentaire structuren genoemd. Enkele voorbeelden van rudimentaire structuren zijn vleugels op loopvogels, bladeren op sommige cactussen en achterpoten bij walvissen.

Een ander bewijs van evolutie is de convergentie van vorm in organismen die vergelijkbare omgevingen delen. Zo zijn soorten niet-verwante dieren, zoals de poolvos en sneeuwhoen, die in het poolgebied leven, geselecteerd op seizoensgebonden witte fenotypen tijdens de winter om zich te vermengen met de sneeuw en het ijs (Figuur 3). Deze overeenkomsten ontstaan niet vanwege gemeenschappelijke voorouders, maar vanwege vergelijkbare selectiedruk – de voordelen van niet gezien worden door roofdieren.

Embryologie, de studie van de ontwikkeling van de anatomie van een organisme tot zijn volwassen vorm, levert ook bewijs op van verwantschap tussen nu sterk uiteenlopende groepen van organismen. Mutatie-tweaken in het embryo kunnen zulke grote gevolgen hebben bij de volwassene dat de embryovorming meestal behouden blijft. Als gevolg hiervan verschijnen structuren die in sommige groepen ontbreken, vaak in hun embryonale vorm en verdwijnen ze tegen de tijd dat de volwassen of juveniele vorm wordt bereikt. Alle embryo’s van gewervelde dieren, inclusief mensen, vertonen bijvoorbeeld kieuwspleten en staarten op een bepaald punt in hun vroege ontwikkeling. Deze verdwijnen bij de volwassenen van terrestrische groepen, maar worden gehandhaafd in volwassen vormen van watergroepen zoals vissen en sommige amfibieën. Embryo’s van mensapen, inclusief mensen, hebben tijdens hun ontwikkeling een staartstructuur die verloren gaat op het moment van geboorte.

Biologisch bewijs

Biogeografie

De geografische spreiding van organismen op de planeet volgt patronen die het best verklaard kunnen worden door evolutie in samenhang met de beweging van tektonische platen over de geologische tijd. Brede groepen die zijn ontstaan vóór het uiteenvallen van het supercontinent Pangaea (ongeveer 200 miljoen jaar geleden), worden wereldwijd verspreid.Groepen die zijn geëvolueerd sinds het uiteenvallen, komen uniek voor in regio’s van de planeet, zoals de unieke flora en fauna van de noordelijke continenten die zijn ontstaan uit het supercontinent Laurasia en van de zuidelijke continenten die zijn ontstaan uit het supercontinent Gondwana. De aanwezigheid van leden van de plantenfamilie Proteaceae in Australië, zuidelijk Afrika en Zuid-Amerika is het beste vanwege hun uiterlijk voordat het zuidelijke supercontinent Gondwana uiteenviel.

De grote diversiteit aan buideldieren in Australië en de afwezigheid van andere zoogdieren weerspiegelen het lange isolement van Australië. Australië heeft een overvloed aan endemische soorten – soorten die nergens anders voorkomen – wat typerend is voor eilanden waarvan de isolatie door uitgestrekte wateren de migratie van soorten verhindert. Na verloop van tijd divergeren deze soorten evolutionair tot nieuwe soorten die er heel anders uitzien dan hun voorouders die mogelijk op het vasteland voorkomen. De buideldieren van Australië, de vinken op de Galápagos en vele soorten op de Hawaiiaanse eilanden zijn allemaal uniek voor hun ene punt van oorsprong, maar ze vertonen verre relaties met voorouderlijke soorten op het vasteland.

Moleculaire biologie

Net als anatomische structuren, weerspiegelen de structuren van de moleculen van het leven de afdaling met modificatie. Het bewijs van een gemeenschappelijke voorouder voor al het leven wordt weerspiegeld in de universaliteit van DNA als het genetische materiaal en in de bijna universaliteit van de genetische code en de machinerie van DNA-replicatie en expressie. Fundamentele scheidslijnen in het leven tussen de drie domeinen worden weerspiegeld in grote structurele verschillen in anders conservatieve structuren zoals de componenten van ribosomen en de structuren van membranen. Over het algemeen wordt de verwantschap van groepen organismen weerspiegeld in de gelijkenis van hun DNA-sequenties – precies het patroon dat zou worden verwacht van afstamming en diversificatie van een gemeenschappelijke voorouder.

DNA-sequenties hebben ook licht geworpen op sommige van de mechanismen van evolutie. Het is bijvoorbeeld duidelijk dat de evolutie van nieuwe functies voor eiwitten vaak plaatsvindt na gen-duplicatiegebeurtenissen die de vrije modificatie van één kopie mogelijk maken door mutatie, selectie of drift (veranderingen in de genenpool van een populatie als gevolg van toeval), terwijl de andere kopiëren blijft een functioneel eiwit produceren.

Evolution – It’s a Thing

Deze video beschrijft evolutie en bespreekt verschillende soorten bewijs die de evolutietheorie ondersteunen:

Evolutiemisvattingen

Hoewel de evolutietheorie enige controverse veroorzaakte toen ze voor het eerst werd voorgesteld, werd ze bijna universeel aanvaard door biologen, met name jongere biologen, binnen 20 jaar na de publicatie van On the Origin of Species. Desalniettemin is de evolutietheorie een moeilijk concept en er zijn veel misvattingen over hoe het werkt.

Evolutie is slechts een theorie

Critici van de evolutietheorie verwerpen het belang ervan door doelbewust de alledaags gebruik van het woord “theorie” met de manier waarop wetenschappers het woord gebruiken In de wetenschap wordt een “theorie” opgevat als een verzameling grondig geteste en geverifieerde verklaringen voor een reeks waarnemingen van de natuurlijke wereld. Wetenschappers hebben een theorie van het atoom, een zwaartekrachttheorie en de relativiteitstheorie, die elk bekende feiten over de wereld beschrijven. Op dezelfde manier beschrijft de evolutietheorie feiten over de levende wereld. Als zodanig heeft een theorie in de wetenschap aanzienlijke pogingen overleefd om haar in diskrediet te brengen door wetenschappers. Daarentegen is een ‘theorie’ in de gewone volkstaal een woord dat een gok of een voorgestelde verklaring betekent; deze betekenis lijkt meer op het wetenschappelijke concept ‘hypothese’. Als critici van evolutie zeggen dat evolutie “slechts een theorie” is, impliceren ze dat er weinig bewijs is dat het ondersteunt en dat het nog steeds bezig is met een rigoureuze test. Dit is een verkeerde karakterisering.

Individuen evolueren

Evolutie is de verandering in de genetische samenstelling van een populatie in de loop van de tijd, met name over generaties heen, als gevolg van de differentiële reproductie van individuen met bepaalde allelen. Individuen veranderen natuurlijk tijdens hun leven, maar dit wordt ontwikkeling genoemd en omvat veranderingen die worden geprogrammeerd door de set genen die het individu bij de geboorte heeft verworven in coördinatie met de omgeving van het individu. Wanneer men nadenkt over de evolutie van een kenmerk, is het waarschijnlijk het beste na te denken over de verandering van de gemiddelde waarde van het kenmerk in de populatie in de tijd. Wanneer natuurlijke selectie bijvoorbeeld leidt tot verandering van snavelgrootte bij middelgrote vinken in de Galápagos, betekent dit niet dat individuele snavels op de vinken veranderen. ng. Als men de gemiddelde snavelgrootte van alle individuen in de populatie in één keer meet en vervolgens de gemiddelde snavelgrootte in de populatie enkele jaren later meet, zal deze gemiddelde waarde verschillen als gevolg van de evolutie.Hoewel sommige individuen van de eerste tot de tweede keer kunnen overleven, zullen ze nog steeds dezelfde snavelgrootte hebben; er zullen echter veel nieuwe individuen zijn die bijdragen aan de verschuiving in de gemiddelde factuurgrootte.

Organismen evolueren op doel

Uitspraken zoals “organismen evolueren als reactie op een verandering in een omgeving “Komen vrij vaak voor, maar dergelijke uitspraken kunnen tot twee soorten misverstanden leiden. Ten eerste moet de uitspraak niet worden opgevat als een indicatie dat individuele organismen evolueren. De uitspraak is een afkorting voor” een populatie evolueert als reactie op een veranderende omgeving “. Er kan echter een tweede misverstand ontstaan door de bewering zo te interpreteren dat de evolutie op de een of andere manier opzettelijk is. Een veranderde omgeving resulteert erin dat sommige individuen in de populatie, die met bepaalde fenotypes, hiervan profiteren en daardoor proportioneel meer nakomelingen produceren dan andere fenotypes. Dit resulteert in een verandering in de populatie als de kenmerken genetisch bepaald zijn.

Het is ook belangrijk om te begrijpen dat de variatie waar natuurlijke selectie aan werkt zich al in een populatie bevindt en niet ontstaat als reactie op een verandering in het milieu . Door antibiotica toe te passen op een populatie bacteriën, zal na verloop van tijd een populatie bacteriën worden geselecteerd die resistent is tegen antibiotica. De resistentie, die wordt veroorzaakt door een gen, is niet ontstaan door mutatie door de toepassing van het antibioticum. Het gen voor resistentie was al aanwezig in de genenpool van de bacteriën, waarschijnlijk met een lage frequentie. Het antibioticum, dat de bacteriële cellen doodt zonder het resistentiegen, selecteert sterk individuen die resistent zijn, aangezien deze de enigen zouden zijn die het overleefden en verdeeld waren. Experimenten hebben aangetoond dat mutaties voor antibioticaresistentie niet ontstaan als gevolg van antibiotica.

In bredere zin is evolutie niet doelgericht. Soorten worden niet ‘beter’ na verloop van tijd; ze volgen eenvoudig hun veranderende omgeving met aanpassingen die hun reproductie in een bepaalde omgeving op een bepaald moment maximaliseren. Evolutie heeft geen doel om snellere, grotere, complexere of zelfs slimmere soorten te maken, ondanks de gemeenschappelijkheid van dit soort taal in het populaire discours. Welke kenmerken evolueren in een soort zijn een functie van de aanwezige variatie en de omgeving, die beide constant veranderen op een niet-gerichte manier. Welk kenmerk past in één omgeving tegelijk de tijd kan in de toekomst wel eens fataal zijn. Dit geldt even goed voor een insectensoort als voor de menselijke soort.

Evolutie legt de oorsprong van het leven uit

Het is een veelvoorkomend misverstand dat evolutie een verklaring van de oorsprong van het leven inhoudt. Omgekeerd geloven sommige critici van de theorie dat het de oorsprong van het leven niet kan verklaren. De theorie probeert niet de oorsprong van het leven te verklaren. legt uit hoe populaties in de loop van de tijd veranderen en hoe het leven de oorsprong van soorten diversifieert. Het werpt geen licht op het begin van het leven, inclusief de oorsprong van de eerste cellen, en zo wordt het leven gedefinieerd. De mechanismen van het ontstaan van leven op aarde zijn een bijzonder moeilijk probleem omdat het lang geleden is voorgekomen, en vermoedelijk maar één keer. Belangrijk is dat biologen geloven dat de aanwezigheid van leven op aarde de mogelijkheid uitsluit dat de gebeurtenissen die tot leven op aarde hebben geleid, kunnen worden herhaald, omdat de tussenstadia onmiddellijk voedsel zouden worden voor bestaande levende wezens.

Echter, eens een mechanisme van overerving aanwezig was in de vorm van een molecuul zoals DNA, hetzij in een cel of in een voorcel, deze entiteiten zouden onderworpen zijn aan het principe van natuurlijke selectie. Effectievere weergevers zouden in frequentie toenemen ten koste van inefficiënte weergevers. Dus hoewel evolutie de oorsprong van het leven niet verklaart, heeft het misschien iets te zeggen over enkele van de processen die opereren zodra pre-levende wezens bepaalde eigenschappen hebben verworven.

Controleer uw begrip

Beantwoord de onderstaande vraag (en) om te zien hoe goed u de onderwerpen die in de vorige sectie zijn behandeld, begrijpt. Deze korte quiz telt niet mee voor je cijfer in de klas en je kunt hem een onbeperkt aantal keren opnieuw afleggen.

Gebruik deze quiz om je begrip te testen en te beslissen of je (1) het vorige gedeelte verder wilt bestuderen. of (2) ga verder met de volgende sectie.