Quirks of evolution

Evolution 101

Jos olet uusi evoluutiossa, tai tarvitset vain kertauksen, tässä on nopea pikakurssi siitä, miten kaikki toimii.

Video: miten evoluutio toimii (Kurzgesagt – pähkinänkuoressa / YouTube). Tarkemmat tiedot ja transkriptio.

vaihtelu ja perinnöllisyys

yksilöiden ominaisuuksissa ja ominaisuuksissa on lajin sisällä valtavasti vaihtelua. Sinun tarvitsee vain katsoa omaa perhettäsi huomataksesi, että jopa samojen biologisten vanhempien lapset voivat olla huomattavan erilaisia ulkonäöltään ja ominaisuuksiltaan.

Joten, miten selitämme tämän vaihtelun?

me kaikki tiedämme, että Uuden ihmiselämän luomisessa tangoon tarvitaan kaksi. Lapsen syntymiseen tarvitaan isän siittiöitä ja äidin munasolua, joista jokaisessa on yksi kromosomisarja, jossa on 23 000 paritonta geeniämme (perimä). Alkiolla ja aikuisella, johon se kasvaa, on kummassakin solussa kaksi genomia. Hedelmöityksen aikana nämä kaksi solua sulautuvat yhdeksi soluksi, joka sisältää geneettistä tietoa molemmilta vanhemmiltaan. Kahden eliön DNA: n satunnaisesta sekoittumisesta ja yhdistämisestä seuraa niiden jälkeläisten ainutlaatuiset ominaisuudet.jokainen lapsi saa erilaisen geeniseoksen äidiltä ja isältä.

geneettinen vaihtelu tapahtuu mutaation—eli DNA: ssa tapahtuvien satunnaisten muutosten tai kopiointivirheiden—kautta, jotka johtuvat esimerkiksi altistumisesta kemikaaleille tai säteilylle. Geeni voi esiintyä monissa hieman eri muunnoksissa, joita kutsutaan alleeleiksi. Jotta mutaatio siirtyisi seuraavalle sukupolvelle, sen täytyy tapahtua sukupuolisoluissa eli siittiössä tai munasolussa. Jos normaaleissa kehon soluissa tapahtuu muutoksia, ne häviävät, kun keho kuolee.

luonnonvalinta

näiden prosessien ansiosta päädymme lajeihin, joiden sisällä yksilöillä on erilaisia piirteitä. Jotkin näistä ominaisuuksista ovat hyödyllisempiä tietyssä ympäristössä eläville eläimille kuin toiset. Esimerkiksi eukalyptuslehtien kanssa pärjäävä ruoansulatusjärjestelmä tulee olemaan melko hyödyllinen Australiassa eläville eläimille, kuten koaloille.

eläimet, joilla on ympäristöönsä parhaiten sopivat ominaisuudet, selviävät todennäköisemmin hengissä ja siirtävät geeninsä jälkeläisilleen. Nämä ominaisuudet siirtyvät vähitellen tuleville sukupolville. Tämä on luonnonvalintaa.

Koala ja sen lehtiä mutusteleva joey
eläimet, joilla on ympäristöönsä parhaiten sopivia piirteitä (kuten koala, joka voi sulattaa eukalyptuslehtiä), selviävät todennäköisemmin hengissä ja siirtävät geeninsä jälkeläisilleen. Kuvan lähde: Mathias Appel / Flickr.

ehkä tunnetuin kuvaus luonnonvalinnan toiminnasta on kirahvi. 1800-luvulla elänyt luonnontieteilijä Jean Baptiste Lamarck esitti, että eliöt saivat tiettyjä ominaisuuksia käytön kautta, ja toiset katosivat käytöstä. Hän erehtyi luulemaan, että kirahvien pitkät kaulat syntyivät sen seurauksena, että ne kurkottivat lehtiä korkealle korkeisiin puihin, ja että niiden jälkeläiset perivät sitten nämä pitkät kaulat. Sitä vastoin eräs Darwinilainen evoluutioteoria esittää, että juuri satunnaisvaihtelun ansiosta joillakin kirahveilla oli pidempi kaula kuin toisilla. Pitkän kaulansa ansiosta ne kykenivät ylettymään ympäristönsä puissa korkealla oleviin lehtiin. Koska kirahvit, joilla oli pidempi kaula, pystyivät saamaan ravintoa, ne pystyivät paremmin selviytymään ja lisääntymään, ja niiden jälkeläiset perivät niiden pitkän kaulan.

Darwinin ajoista lähtien tutkijat ovat pystyneet jäljittämään eri eliöiden evoluutiota fossiilien ja DNA: n sekvensoinnin avulla. He alkavat jopa tunnistaa tiettyjen muutosten taustalla olevia tarkkoja geenimutaatioita, kuten geenimuutosta, jonka seurauksena lepakoiden eturaajat muuttuivat siiviksi.

oksaa kohti kurkottava kirahvi
pitempikaulaiset kirahvit saivat helpommin enemmän ravintoa, joten ne selviytyivät ja lisääntyivät todennäköisemmin. Kuvan lähde: Allison Mickel / Flickr.

ei aina ole täydellinen ratkaisu

yksi harhaluulo luonnonvalinnasta on, että ajan myötä evoluutio ”valitsee” eliön ominaisuudet, jotka parhaiten sopivat sen ympäristöön. Väärinymmärrys saattaa johtua osittain termistä ”luonnonvalinta”, kuten Alfred Russel Wallace (joka Charles Darwinista riippumatta kehitti evoluutioteorian luonnonvalinnan kautta) kerran totesi kirjeessään Darwinille. Wallace ajatteli, että termi tarkoitti ’ihmisen valinnan kaltaisen älykkään ”valitsijan” jatkuvaa tarkkailua, johon niin usein vertaat sitä’, ja että se antoi ymmärtää, että ’ajattelu ja suunta ovat välttämättömiä ”luonnonvalinnan”toiminnalle’. Toisin sanoen, termi loihtii rinnastuksia vaikkapa siihen, että koirankasvattaja ’valitsee’ eläimilleen haluttavia ominaisuuksia. Itse asiassa luonto ei itse asiassa’ valitse ’ mitään—luonnonvalinta on prosessi, ei tietoinen voima. On myös hyviä syitä, miksi luonnonvalintaprosessi ei aina johda ”täydelliseen” ratkaisuun.

lemmikkikoira
ominaisuuksien valinta koirien jalostuksessa ei ole sama prosessi kuin luonnonvalinta. Kuva: Meatwad / Instagram.

ensinnäkin valinta voi vaikuttaa vain käytettävissä olevaan geneettiseen variaatioon. Esimerkiksi gepardi ei voi kehittyä juoksemaan nopeammin, jos ”nopeampaa” geenimuunnosta ei ole saatavilla.

toiseksi keho joutuu työskentelemään niillä materiaaleilla, joita sillä jo on. Esimerkiksi kirahvin tapauksessa luulisi olevan järkevintä, että äänihuulesta aivoihin kulkeva hermo kulkee suorinta reittiä—noin 10 sentin pituista reittiä. Mutta koska kirahvin ruumissuunnitelma luotiin esi—isällä, jolla ei ollut kaulaa, hermo menee aina kaulaan asti, sydämen ympäri ja takaisin-4 metrin etäisyydeltä! Uudet järjestelyt voivat käyttää vain käsillä olevia osia, kuten evoluutiobiologi Steven Jay Gould havainnollisti toisella esimerkillä: Pandan ’ peukalo ’—ylimääräinen (kuudes) numero, joka on rakennettu laajentuneesta säteittäisestä sesamoidista, joka on yleensä pieni osa ranteesta (KS.hänen kirjansa’The panda ’ s thumb’).

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.