Evoluția biologică presupune dezvoltarea naturală a organismelor vii, care este însoțită de modificări ale compoziției genetice a populațiilor, precum și de creșterea proprietăților adaptative, apariția de noi specii și dispariția celor vechi. Toți acești factori modifică atât ecosistemul, cât și biosfera în ansamblu în timp.
Teoria de bază
Există mai multe versiuni care explică mecanismele pe care se construiește procesul evolutiv. Majoritatea oamenilor de știință sunt acum implicați în teoria sintetică a evoluției (STE), bazată pe fuziunea geneticii populației și darwinismul. Teoria sintetică explică relația dintre mutațiile genetice, adică materialul evoluției, și selecția naturală (mecanismul evoluției). Procesul evolutiv din cadrul acestei teorii este procesul de modificare a frecvențelor alelelor diferitelor gene în populațiile de specii pe parcursul mai multor generații.
Modele și regulile de evoluție
Evoluția este un proces ireversibil. Orice organism care, prin acumularea de mutații pozitive, a fost capabil să se adapteze la noile condiții, la întoarcerea în mediul său anterior, va trebui să treacă din nou pe calea adaptării. În plus, nicio specie biologică nu poate fi stabilită complet,Charles Darwin a scris că, chiar dacă habitatul devine același ca înainte, specia evoluată nu va putea reveni la starea anterioară. Adică, animalele se vor putea adapta la revenirea la vechile condiții, dar nu în modurile „vechi”.
Acest lucru poate fi observat cu ușurință în cazul delfinilor. Structura internă a înotătoarelor lor (împreună cu cetaceele) păstrează caracteristicile membrelor mamiferelor. Mutațiile actualizează fondul genetic al unei generații, astfel încât nu se repetă niciodată. În ciuda faptului că delfinii și balenele și-au schimbat habitatul, iar membrele cu cinci degete s-au transformat în aripioare, ei sunt încă mamifere. La fel cum reptilele au evoluat din amfibieni într-un anumit stadiu, dar chiar și revenind la mediul lor anterior, nu vor putea da naștere la amfibieni.
Un alt exemplu al acestei reguli evolutive: arbustul veșnic verde Ruscus. Pe tulpina sa sunt frunze strălucitoare, mari și groase, care sunt de fapt ramuri modificate. Frunzele adevărate sunt solzoase și sunt situate în centrul acestor „tulpini”. Din sinusul solzii apare o floare la începutul primăverii, din care fructul se va dezvolta mai târziu. Acul de măcelar a scăpat de frunze în procesul de evoluție, în urma căruia a reușit să se adapteze la secetă, dar apoi a căzut din nou în mediul acvatic, dar în loc de frunziș adevărat, au apărut tulpini modificate.
Eterogeneitate
Regulile evoluției afirmă că procesul este foarte eterogen și nu este determinat de timpul astronomic. De exemplu, există animale care au existat înneschimbat de sute de milioane de ani. Aceștia sunt pești cu aripioare lobe, tuatara și coada sabie sunt fosile vii. Dar se întâmplă ca speciația și modificarea să apară foarte repede. În ultimii 800 de mii de ani, noi specii de rozătoare au apărut în Australia și Filipine, iar lacul Baikal s-a îmbogățit în ultimii 20 de milioane de ani cu 240 de specii de raci, care sunt împărțite în 34 de noi genuri. Apariția sau schimbarea unei specii nu depinde de timp ca atare, ci este determinată de lipsa de fitness și de numărul de generații. Adică, cu cât o specie se reproduce mai repede, cu atât este mai mare rata de evoluție.
Sisteme închise
Procesele precum evoluția, selecția naturală și mutația pot merge mult mai repede. Acest lucru se întâmplă atunci când condițiile de mediu sunt instabile. Cu toate acestea, în oceanele adânci, apele peșterilor, insule și alte zone izolate, evoluția, selecția naturală și speciația sunt foarte lente. Acest lucru explică faptul că peștii cu aripioare lobe rămân neschimbați timp de atâtea milioane de ani.
Urmărirea dependenței evoluției de rata selecției naturale este destul de simplă pe insecte. În anii treizeci ai secolului trecut, medicamentele otrăvitoare au început să fie folosite de la dăunători, dar după câțiva ani au apărut specii care s-au adaptat la acțiunea medicamentului. Aceste forme au ocupat o poziție dominantă și s-au răspândit rapid pe întreaga planetă.
Pentru tratamentul multor boli s-au folosit adesea antibiotice puternice - penicilina, streptomicina, gramicidina. Regulile evoluției au intrat în vigoare: deja în anii patruzecioamenii de știință au observat apariția unor microorganisme rezistente la aceste medicamente.
Modele
Există trei direcții principale de evoluție: convergența, divergența și paralelismul. În timpul divergenței, se observă o divergență treptată a caracterelor intraspecifice, care duce în cele din urmă la noi grupări de indivizi. Pe măsură ce diferențele de structură și metodă de obținere a alimentelor devin mai pronunțate, grupările încep să se disperseze în alte teritorii. Dacă o zonă este ocupată de animale cu aceleași cerințe alimentare, atunci în timp, când aprovizionarea cu hrană devine mai mică, acestea vor trebui să părăsească zona și să se adapteze la diferite condiții. Dacă pe același teritoriu există specii cu nevoi diferite, concurența dintre ele este mult mai mică.
Un exemplu viu al modului în care are loc procesul evolutiv al divergenței este 7 specii de căprioare înrudite între ele: acestea sunt renul, maralul, elanul, cerbul sika, cerbul dain, cerbul mosc și căprioara.
Speciile cu un grad ridicat de divergență au capacitatea de a lăsa descendenți mari și de a concura mai puțin între ele. Când divergența trăsăturilor este întărită, populația este împărțită în subspecii, care, datorită selecției naturale, se pot transforma în cele din urmă în specii separate.
Comunitate
Convergența se mai numește și evoluția sistemelor vii, ca urmare a căreia speciile neînrudite au trăsături comune. Un exemplu de convergență este asemănarea formei corpului îndelfini (mamifere), rechini (pești) și ihtiosauri (reptile). Acesta este rezultatul existenței în același habitat și în aceleași condiții de viață. Agama cataratoare si cameleonul nu au nicio legatura, dar foarte asemanatoare ca aspect. Aripile sunt, de asemenea, un exemplu de convergență. La lilieci și păsări, aceștia au apărut prin schimbarea membrelor anterioare, dar la un fluture, acestea sunt creșteri ale corpului. Convergența este foarte comună între diversitatea speciilor de pe planetă.
Paralelism
Acest termen provine din grecescul „parallelos” care înseamnă „mers pe lângă” și această traducere face o treabă bună în a-i explica sensul. Paralelismul este procesul de achiziție independentă a trăsăturilor structurale similare între grupuri genetice strâns înrudite, care are loc datorită prezenței trăsăturilor moștenite de la strămoșii comuni. Acest tip de evoluție este larg răspândit în natură. Un exemplu în acest sens este apariția aripilor ca adaptări la mediul acvatic, care la morse, foci urechi și foci adevărate s-au format în paralel. De asemenea, printre multe insecte înaripate, a existat o tranziție a aripilor anterioare la elitre. Peștii cu aripioare lobice au semne de amfibieni, iar șopârlele cu dinți de animale au semne de mamifere. Prezența paralelismului mărturisește nu numai unitatea originii speciilor, ci și condiții similare de existență.
