Факт или теория?

Процесът на еволюция всъщност се наблюдава много пъти, независимо дали във фосилните записи, в лабораторни условия или в природата. Това се отнася за микроеволюцията, т.е. еволюцията в рамките на даден вид, както и за макроеволюцията, т.е. появата на нови видове (опитомяване: куче, овца; лаборатория: главно род Drosophila, но също така и други насекоми, цианобактерии и бактерии, дори преходът към многоклетъчни; палеонтологични записи: предимно различни микроорганизми, но също и гризачи, например). Теорията на еволюцията означава (някаква) научна теория (набор от добре обосновани хипотези), която обяснява механизмите на еволюционния процес. Понастоящем има няколко теории за еволюцията и те не са непременно взаимно изключващи се. Така нареченият неодарвинизъм, който според повечето биолози най-добре обяснява наличните факти.

научен

Дарвин не го започна

Много изследователи са били убедени в изменчивостта на видовете много преди Дарвин. Първите еволюционни теории се появяват половин век преди публикуването на известната творба „За произхода на видовете“. Дарвин обаче успя да представи в достъпна форма голямо количество доказателства, че процесът на еволюция се е състоял. Освен това той предложи нейния механизъм - теорията на еволюцията чрез естествен подбор (теорията на Дарвин за еволюцията).

Видовата променливост се приема бързо, теорията за естествения подбор не

Научната общност бързо прие идеята за вариабилност на видовете, но някои учени останаха скептични към теорията за еволюцията на Дарвин чрез естествен подбор. Преломният момент настъпва през първата половина на 20-ти век, когато теорията се комбинира с откритията на Грегор Мендел. Откритията се отнасят до принципите на това как се наследяват отделните черти, т.е. основите на генетиката. Впоследствие т.нар неодарвинизъм и доминираща еволюционна биология.

Еволюцията е случайна?

Естественият подбор е точно обратното на случайността, но мутациите са случайни.

Естествен подбор

Дарвин се основава на наблюдението, че организмите имат повече потомство от броя на тези, които достигат зряла възраст и се размножават. В същото време те са в непрекъсната борба за оцеляване, ресурси и възпроизводство и само някои от тях ще успеят. Той нарече този „мач“ естествен избор. В допълнение, Дарвин е бил наясно с разнообразието или вариативността във всеки вид, което се проявява по такъв начин, че дори потомството на едни и същи родители не е съвсем същото. Следователно той твърди, че натискът на естествения подбор, т.е. постепенното, неслучайно предпочитание на определени черти пред други - например по време на промяна на природните условия - може постепенно да промени един вид в друг, различен.

Откъде идват новите вариации в организмите?

Повечето мутации не са вредни

Мутациите всъщност представляват грешки при копиране на ДНК. Те могат да бъдат вредни, понякога полезни, но повечето са неутрални.

Естественият подбор е единственият начин, по който могат да бъдат уловени еволюционните промени в популациите?

Еволюционните промени, особено тези, които са почти или напълно неутрални, могат да се разпространят съвсем произволно в бъдещите поколения популации, чрез процес, наречен генетичен дрейф. Особено при малки популации по този начин се улавят малък процент мутации. При големи популации, въпреки че процентният шанс мутацията да бъде уловена именно поради генетичен дрейф, намалява значително, от друга страна, има много по-голям брой мутации.

Постепенно и скачане

Поради исторически и социални обстоятелства, теорията на Дарвин разчита твърде много на бавно и постепенно развитие. През 70-те години на миналия век обаче дойде еволюционната теория за т.нар „Интермитентни равновесия“ от Стивън Дж. Гулд и Найлс Елдредж, аргументирайки, че еволюцията се отразява неблагоприятно, т.е. кратки участъци от бърза еволюция след дълги периоди на мир, особено при малки, изолирани популации.

Всъщност наблюдаваме и двата вида еволюция: морските микроорганизми във вкаменелостите обикновено показват постепенно формиране на видовете, с морфологична диверсификация, продължаваща до 500 000 години, докато морските безгръбначни и гръбначни обикновено показват периоди на бързо видообразуване (формиране на видове), последвани от стабилност естествен подбор.

Външната среда може да доведе до избор на генетични промени

Няколко изследвания на хилядолетието предполагат, че подобни, предизвикани от околната среда промени в развитието, така да се каже, водят до селекция от генетични промени, които стабилизират и подобряват техните неблагоприятни ефекти. Нео-дарвинистко уравнение: случайна мутация + естествен подбор = еволюция, следователно вероятно представлява само един клон в разнообразния набор от възможности, чрез които еволюцията може да продължи.

Как се формират видовете?

Появата на нов вид обикновено се отъждествява с промяна във външните характеристики - фенотип. Многобройни проучвания върху пеперуди, искри, листни въшки и някои риби и птици показват, че разликите между близките видове обикновено не са по-големи от разликите между различните вътревидови вариации. Следователно междувидови различия изглежда възникват преди да се създаде бариера в способността да се роди жизнеспособно потомство. Тази бариера е най-широко използваният критерий за разграничаване на това, което не е, и това, което вече е специален вид. Както обикновено се приема - тази бариера възниква, когато две популации не преминават дълго време и постепенно в тях се натрупват различни мутации, поради което популациите стават несъвместими.

Как се формират висшите систематични единици: родове, семейства, съвети, класове?

Тези систематични единици са изкуствено конструирани от човека, те всъщност не съществуват в природата. Най-високата таксономична единица, която действително съществува в природата, е видът.

Мутациите не са напълно случайни

Мутациите могат да бъдат хиляди пъти по-чести в някои части на генома, понякога поради стрес от околната среда. Такъв стрес може да доведе до увеличаване на броя на мутациите само в определен ген, който е дефектен под въздействието на външни условия. Въпреки че звучи сложно, простият факт от тези открития е, че има широк спектър от промени в ДНК - от по-"случайни" до по-"насочени".

Преадаптация

Основните промени в начина на живот на групите често се правят възможни от герои, създадени с напълно различна цел. Белите дробове и силните крайници, които дишат кислород, вече са присъствали в хрилете, но едва по-късно са били използвани за придвижване по суша. По същия начин нито пера, нито крила са създадени от динозаврите, които биха „се опитали да летят“, но по други причини и много по-рано.

Големи и изгодни единични генни мутации

Последните проучвания показват, че големи и полезни мутации в един ген се срещат, не са необичайни и въпреки рисковете от широкообхватен ефект върху други черти (плеитропия), не осъждат носителите си на гибел. Доказано е също така, че понякога са необходими по-малки мутации, за да възникне такава драматична мутация (за изграждане на база за отскок).

Малките мутации могат да направят големи промени

За промяна ембриолозите са открили, че ефектът от скоковата еволюция може да бъде предизвикан от малка мутация, благодарение на гените, регулиращи процесите на развитие. Например те посочиха, че формирането на крайници не изисква мутации във всеки ген, участващ в структурата на крайниците. Тъй като системите за развитие са сложно взаимосвързани и се саморегулират, природата се възползва от факта, че мускулните клетки естествено се прикрепват към костите, нервните клетки се стабилизират, когато са свързани с мускулите и кръвоносните съдове растат към места с ниско съдържание на кислород. По същия начин мутация, която скъсява горната челюст на рибата, няма да остави рибата с иначе непроменен череп, но саморегулиращите се процеси на развитие биха причинили промяна в цялостната й форма.

Развитие на канализацията

Податливостта на генома към промени не е добре дошла при стабилни условия. Следователно способността на организмите да развиват т.нар развитие на канализацията, което означава, че развитието на ембриони от даден вид става устойчиво на тежки мутации. Това позволява на генетичните промени да се натрупват тихо и да се разпространяват в потомството, защото естественият им подбор не ги елиминира. Те се проявяват под формата на фенотип само в случай на значителен стрес от околната среда или изключителни мутации. Експериментите на генетик и ембриолог Конрад Уадингтън върху мухи преди половин век показаха, че когато скритото разнообразие се разкрива по този начин и също е изгодно, то ще бъде благоприятно от естествения подбор в дългосрочен план и в крайна сметка особеностите на околната среда ще се появят без влияние на околната среда. Тези черти „нахлуват“ и се закрепват в генома. Това явление е известно като генетична асимилация.