Beskriv hur evolutionsteorin genom naturligt urval stöds av bevis

Evidensen för evolutionen är övertygande och omfattande. Tittar på alla nivåer av organisation i levande system, ser biologer signaturen för den förflutna och nuvarande utvecklingen. Darwin ägnade en stor del av sin bok, On the Origin of Species, till att identifiera mönster i naturen som var förenliga med evolutionen och sedan Darwin har vår förståelse blivit tydligare och bredare.

Fysiska bevis

Fossiler

Fossiler ger solida bevis för att organismer från det förflutna inte är desamma som de som finns idag, och fossil visar en utveckling av evolutionen. Forskare bestämmer fossilernas ålder och kategoriserar dem från hela världen för att avgöra när organismerna levde relativt varandra. Den resulterande fossila posten berättar historien om det förflutna och visar utvecklingen av form under miljontals år (figur 1a). Till exempel har forskare återställt mycket detaljerade register som visar utvecklingen av människor och hästar (Figur 1b).

Anatomi och embryologi

En annan typ av bevis för evolution är närvaron av strukturer i organismer som delar samma grundform. Till exempel delar benen i bihangarna till en människa, hund, fågel och val alla samma övergripande konstruktion (figur 2) som härrör från deras ursprung i en gemensam förfäders bihang. Med tiden ledde evolutionen till förändringar i formen och storleken på dessa ben i olika arter, men de har bibehållit samma övergripande layout. Forskare kallar dessa synonyma delar homologa strukturer.

Vissa strukturer finns i organismer som inte har någon synbar funktion alls, och verkar vara kvarvarande delar från en tidigare gemensam förfader. Dessa oanvända strukturer utan funktion kallas vestigial strukturer. Några exempel på vestigialstrukturer är vingar på flyglösa fåglar, löv på några kaktusar och bakbenben i valar.

Ett annat bevis på evolution är konvergensen av form i organismer som delar liknande miljöer. Exempelvis har arter av orelaterade djur, såsom fjällräven och ripan, som bor i den arktiska regionen, valts ut för säsongsbetonade vita fenotyper under vintern för att blandas med snö och is (figur 3). Dessa likheter förekommer inte på grund av gemensamma anor, utan på grund av liknande urvalstryck – fördelarna med att inte ses av rovdjur.

Embryologi, studien av utvecklingen av en organisms anatomi till dess vuxna form, ger också bevis för släktskap mellan nu mycket olika grupper av organismer. Mutationsjustering i embryot kan få så stora konsekvenser hos den vuxna att embryobildning tenderar att konserveras. Som ett resultat visas strukturer som saknas i vissa grupper ofta i sina embryonala former och försvinner när den vuxna eller unga formen uppnås. Till exempel uppvisar alla ryggradsembryon, inklusive människor, gälsslitsar och svansar någon gång i sin tidiga utveckling. Dessa försvinner hos vuxna i markbundna grupper men upprätthålls i vuxna former av vattenlevande grupper som fisk och vissa amfibier. Stora apembryon, inklusive människor, har en svansstruktur under sin utveckling som går förlorad vid tidpunkten för födseln.

Biologisk bevis

Biogeografi

Den geografiska fördelningen av organismer på planeten följer mönster som bäst förklaras av evolution i samband med rörelse av tektoniska plattor över geologisk tid. Breda grupper som utvecklades före upplösningen av superkontinenten Pangea (för cirka 200 miljoner år sedan) distribueras över hela världen.Grupper som utvecklats sedan upplösningen uppträder unikt i regioner på planeten, såsom den unika flora och fauna på norra kontinenter som bildades från superkontinenten Laurasia och de södra kontinenterna som bildades från superkontinenten Gondwana. Närvaron av medlemmar av växtfamiljen Proteaceae i Australien, södra Afrika och Sydamerika är bäst på grund av deras utseende innan den södra superkontinenten Gondwana bryts upp.

Den stora diversifieringen av pungdjur i Australien och frånvaron av andra däggdjur återspeglar Australiens långa isolering. Australien har ett överflöd av endemiska arter – arter som inte finns någon annanstans – vilket är typiskt för öar vars isolering genom utsträckning av vatten förhindrar migrering av arter. Med tiden avviker dessa arter evolutionärt till nya arter som ser väldigt annorlunda ut än sina förfäder som kan finnas på fastlandet. Australias pungdjur, finkarna på Galápagos och många arter på Hawaiiöarna är alla unika för sin enda utgångspunkt, men ändå visar de avlägsna förhållanden till förfädersarter på fastlandet.

Molekylärbiologi

Liksom anatomiska strukturer, reflekterar strukturerna i livets molekyler härkomst med modifiering. Bevis för en gemensam förfader för hela livet återspeglas i DNA: s universalitet som det genetiska materialet och i den nära universaliteten hos den genetiska koden och mekanismen för DNA-replikering och uttryck. Grundläggande uppdelningar i livet mellan de tre domänerna återspeglas i stora strukturella skillnader i annars konservativa strukturer såsom komponenterna i ribosomer och strukturerna i membran. I allmänhet återspeglas släktskapet mellan grupper av organismer i likheten mellan deras DNA-sekvenser – exakt det mönster som kan förväntas från nedstigningen och diversifiering från en gemensam förfader.

DNA-sekvenser har också belyst vissa av evolutionens mekanismer. Det är till exempel klart att utvecklingen av nya funktioner för proteiner ofta inträffar efter gendupliseringshändelser som möjliggör fri modifiering av en kopia genom mutation, selektion eller drift (förändringar i en befolknings genpool som följd av slump), medan den andra kopia fortsätter att producera ett funktionellt protein.

Evolution — It’s a Thing

Denna video definierar evolution och diskuterar flera olika bevis som stöder evolutionsteorin:

Missuppfattningar om evolutionen

Även om evolutionsteorin genererade en del kontroverser när den först föreslogs, accepterades den nästan allmänt av biologer, särskilt yngre biologer, inom 20 år efter publiceringen av On the Origin of Species. Ändå är evolutionsteorin ett svårt begrepp och missuppfattningar om hur den fungerar i överflöd.

Evolution är bara en teori

Kritiker av evolutionsteorin avfärdar dess betydelse genom att medvetet förvirra daglig användning av ordet ”teori” med det sätt som forskare använder ordet. I vetenskapen förstås en ”teori” som en kropp av noggrant testade och verifierade förklaringar för en uppsättning observationer av den naturliga världen. Forskare har en teori om atomen, en gravitationsteori och relativitetsteorin, som var och en beskriver förståda fakta om världen. På samma sätt beskriver evolutionsteorin fakta om den levande världen. Som sådan har en vetenskapsteori överlevt betydande ansträngningar för att diskreditera den av forskare. Däremot är en ”teori” i det allmänna språket ett ord som betyder en gissning eller föreslagen förklaring. Denna betydelse är mer besläktad med det vetenskapliga begreppet ”hypotes”. När evolutionskritiker säger att evolution är ”bara en teori” antyder de att det finns få bevis som stöder den och att den fortfarande håller på att testas noggrant. Detta är en felaktig karaktärisering.

Individer utvecklas

Evolution är förändringen i en befolknings genetiska sammansättning över tid, specifikt över generationer, till följd av differentiell reproduktion av individer med vissa alleler. Individer förändras uppenbarligen under sin livstid, men detta kallas utveckling och involverar förändringar programmerade av den uppsättning gener som individen förvärvade vid födseln i samordning med individens miljö. När man tänker på utvecklingen av en egenskap är det troligen bäst att tänka på förändringen av medelvärdet för karakteristiken i befolkningen över tiden. Till exempel, när naturligt urval leder till förändring av sedlar i medelstora finkar i Galápagos, betyder detta inte att enskilda sedlar på finkarna ändras ng Om man mäter den genomsnittliga räkningsstorleken bland alla individer i befolkningen samtidigt och sedan mäter den genomsnittliga räkningsstorleken i befolkningen flera år senare, kommer detta genomsnittliga värde att vara annorlunda till följd av utvecklingen.Även om vissa individer kan överleva från första till andra, har de fortfarande samma räkningsstorlek. emellertid kommer det att finnas många nya individer som bidrar till förskjutningen i genomsnittlig räkningsstorlek.

Organismer utvecklas i syfte

Uttalanden som ”organismer utvecklas som svar på en förändring i en miljö ”Är ganska vanliga, men sådana uttalanden kan leda till två typer av missförstånd. För det första får uttalandet inte förstås så att enskilda organismer utvecklas. Uttalandet är kortfattat för” en befolkning utvecklas som svar på en föränderlig miljö. ” Ett andra missförstånd kan dock uppstå genom att tolka uttalandet så att utvecklingen på något sätt är avsiktlig. En förändrad miljö resulterar i att vissa individer i befolkningen, de med särskilda fenotyper, gynnar och därför producerar proportionellt fler avkommor än andra fenotyper. Detta resulterar i förändring av befolkningen om egenskaperna är genetiskt bestämda.

Det är också viktigt att förstå att den variation som naturligt urval fungerar redan finns i en population och inte uppstår som svar på en miljöförändring . Att till exempel använda antibiotika på en population av bakterier kommer med tiden att välja en population av bakterier som är resistenta mot antibiotika. Resistensen, som orsakas av en gen, uppstod inte genom mutation på grund av appliceringen av antibiotikumet. Genen för resistens fanns redan i bakteriens genpool, troligen med låg frekvens. Antibiotikumet, som dödar bakteriecellerna utan resistensgenen, väljer starkt individer som är resistenta, eftersom dessa skulle vara de enda som överlevde och delades. Experiment har visat att mutationer för antibiotikaresistens inte uppstår till följd av antibiotika.

I större bemärkelse är evolutionen inte målstyrd. Arter blir inte ”bättre” med tiden, de spårar helt enkelt sin föränderliga miljö med anpassningar som maximerar deras reproduktion i en viss miljö vid en viss tidpunkt. Evolution har inget mål att göra snabbare, större, mer komplexa eller till och med smartare arter, trots det allmänna med denna typ av språk i populär diskurs. Vilka egenskaper utvecklas i en art är en funktion av den nuvarande variationen och miljön, som båda förändras ständigt på ett icke-riktat sätt. Vilket drag passar i en miljö i taget tiden kan mycket väl vara dödlig någon gång i framtiden. Detta gäller lika bra för en insektsart som den mänskliga arten.

Evolution förklarar livets ursprung

Det är ett vanligt missförstånd att evolution inkluderar en förklaring av livets ursprung. Omvänt tror en del av teorins kritiker att den inte kan förklara livets ursprung. Teorin försöker inte förklara livets ursprung. Evolutionsteorin e förklarar hur populationer förändras över tiden och hur livet diversifierar arternas ursprung. Det belyser inte livets början inklusive ursprunget till de första cellerna, vilket är hur livet definieras. Mekanismerna för livets ursprung på jorden är ett särskilt svårt problem eftersom det inträffade för länge sedan, och förmodligen inträffade det bara en gång. Det är viktigt att biologer tror att närvaron av liv på jorden utesluter möjligheten att de händelser som ledde till liv på jorden kan upprepas eftersom de mellanliggande stegen omedelbart skulle bli mat för befintliga levande saker.

Men en gång arvsmekanism var på plats i form av en molekyl som DNA antingen i en cell eller förcell, skulle dessa enheter vara föremål för principen om naturligt urval. Mer effektiva reproducerare skulle öka i frekvens på bekostnad av ineffektiva reproducerare. Så även om evolutionen inte förklarar livets ursprung, kan den ha något att säga om några av de processer som fungerar när förlevande enheter förvärvade vissa egenskaper.

Kontrollera din förståelse

Besvara frågorna nedan för att se hur väl du förstår ämnena som behandlades i föregående avsnitt. Det här korta frågesporten räknas inte med i ditt betyg i klassen, och du kan ta det igen ett obegränsat antal gånger.

Använd det här frågesporten för att kontrollera din förståelse och besluta om (1) studera föregående avsnitt ytterligare eller (2) gå vidare till nästa avsnitt.