Evolucioni biologjik dhe teoritë e tij: historia, provat dhe pikat kryesore të shpjeguara hap pas hapi

Nëse shikojmë përreth nesh, kuptojmë, pa shumë përpjekje, se gjithçka ndryshon vazhdimisht; asgjë, as në mjedisin natyror dhe as në atë kulturor, nuk është statike. Disa ndryshime ndodhin më gradualisht se të tjerat, por gjithçka, absolutisht gjithçka, është në transformim dhe përshtatje të vazhdueshme.

Speciet biologjike nuk bëjnë përjashtim nga ky realitet . Për ne, për kuptimin tonë, sepse kështu i kemi parë, ashtu i kemi njohur, ato mund të duken sikur mbeten të njëjta gjatë gjithë jetës sonë. Megjithatë, ata që i përkushtohen studimit të tyre me rigorozitet dhe metodologji shkencore e dinë se secila prej specieve të gjalla që njohim dhe që na rrethon është rezultat i një serie të gjatë ndryshimesh të akumuluara me kalimin e kohës dhe do të vazhdojë të ndryshojë për sa kohë që ekziston jeta në Tokë. Sepse jeta, nga vetë natyra e saj, është evolucion i vazhdueshëm biologjik.

Që nga kohërat më të hershme të njerëzimit, ka pasur spekulime rreth larmisë së madhe të organizmave të gjallë në Tokë, dhe ne duhet të pyesim veten: Cilat mekanizma janë përgjegjës për larminë e formave dhe funksioneve të adoptuara nga specie të ndryshme? Apo si përshtaten qeniet njerëzore në këtë skemë të madhe të jetës? Për t'iu përgjigjur këtyre pyetjeve, është e nevojshme të kuptohet si historia e ideve rreth evolucionit ashtu edhe mekanizmat modernë që e shpjegojnë atë.

Le ta shohim pak historinë

Shumica e ideve të hershme rreth origjinës së jetës lidheshin me magjinë ose fenë. Shumë popuj të lashtë ia atribuonin shfaqjen e qenieve të gjalla veprimit të drejtpërdrejtë të forcave mbinatyrore ose hyjnive krijuese. Në këtë kontekst, lindën koncepte që tani i dimë si të gabuara, por që patën shumë ndikim për shekuj me radhë.

Disa filozofë të lashtë besonin se organizmat formoheshin nga materia organike jo e gjallë. Këto teori të gjenerimit spontan datojnë që nga mendimtarët grekë si Anaksimandri dhe Aristoteli. Për shumë njerëz, dukej e qartë, për shembull, se larvat e mizave do të gjeneroheshin spontanisht nga mishi i kalbur. Nuk ishte ende e qartë nëse këto ishin vezë të vendosura nga mizat e rritura.

Me përparimin e shkencës dhe përdorimin e eksperimenteve të kontrolluara, teoria e gjenerimit spontan u vu në provë. Kimisti dhe bakteriologu francez Louis Pasteur kreu eksperimente (rreth vitit 1861) që treguan se mikroorganizmat nuk u shfaqën nga hiçi, por përkundrazi e kishin origjinën nga organizma të tjerë të gjallë. Në këtë mënyrë, ideja se jeta lindi spontanisht nga materia inerte në kushte të zakonshme u braktis gradualisht.

Gjatë gjithë historisë, feja ka pasur një ndikim vendimtar në botëkuptimet e shoqërive: besimtarët e konsideronin krijimin e organizmave si një akt të drejtpërdrejtë të Zotit ose të perëndive . Shoqëritë judeo-kristiane, për shembull, pranuan vërtetësinë e rrëfimit të krijimit siç është shkruar në Zanafillë, në Dhiatën e Vjetër. Ky besim, i njohur si kreacionizëm , pohon se speciet e ndryshme të organizmave të gjallë u krijuan nga Zoti në formën e tyre aktuale dhe se këto forma nuk mund të ndryshojnë me kalimin e kohës.

E lidhur me kreacionizmin ishte ideja e fiksizmit : nocioni se speciet ishin të pandryshueshme, duke mbetur identike që nga origjina e tyre deri më sot. Deri në shekullin e 19-të, shumica e shkencëtarëve evropianë dhe perëndimorë e mbështetën këtë pikëpamje, dhe shumë njerëz fetarë ende i përmbahen një interpretimi të mirëfilltë të këtyre teksteve sot. Megjithatë, mendimi shkencor ndryshoi në dritën e zbulimeve të jashtëzakonshme të bëra nga natyralistët dhe gjeologët me kalimin e kohës.

Nga klasifikimi në vënien në pikëpyetje të fiksizmit

Rreth viteve 1730, natyralisti suedez Carolus Linnaeus (Carl von Linné), i njohur në anglisht si Linnaeus, ndërmori një detyrë inovative: identifikimin e afiniteteve midis specieve të ndryshme duke i renditur ato sistematikisht në grupe, duke zhvilluar kështu atë që ne e njohim sot si Taksonomi . Linnaeus prezantoi sistemin e nomenklaturës binomiale , ku çdo specie i jepet një emër latin i përbërë nga gjini dhe specie (për shembull, Homo sapiens ).

Edhe pse Linneu ishte një përkrahës i fiksizmit dhe besonte se speciet ishin krijuar ndërsa ai i vëzhgonte ato, puna e tij çoi në një shqyrtim më të afërt të ngjashmërive dhe dallimeve midis specieve të caktuara. Studimet anatomike filluan të zbulonin se si organizmat, që në shikim të parë dukeshin shumë të ndryshëm, mund të ndanin karakteristika të thella strukturore, duke nxitur spekulime rreth një lloj lidhjeje ose marrëdhënieje stërgjyshore midis tyre.

Ndërsa taksonomia përparonte, dolën ide të tjera për të shpjeguar fosilet që zbuloheshin më shpesh. Një nga këto qasje ishte katastrofizmi , i mbështetur nga natyralisti Georges Cuvier, i konsideruar si një nga baballarët e paleontologjisë. Kjo teori pranonte ekzistencën e specieve të zhdukura të dukshme në të dhënat fosile, por pohonte se zhdukja e tyre ishte për shkak të fatkeqësive të mëdha natyrore (përmbytjeve, tërmeteve, etj.) që shkatërruan jetën në rajone të caktuara.

Sipas katastrofës, pas çdo katastrofe të madhe, Zoti krijoi specie të reja për të ripopulluar Tokën. Në këtë mënyrë, Cuvier i njihte fosilet si mbetje të formave të mëparshme të jetës, por ai vazhdoi të mbronte fiksizmin e çdo cikli krijimi : speciet nuk ndryshuan gradualisht, por u zëvendësuan nga të reja pas ngjarjeve dramatike. Edhe pse kjo teori ishte më afër të dhënave fosile sesa fiksizmi klasik, ajo prapë nuk shpjegonte transformimin progresiv të disa specieve në të tjera.

Gjurma gjeologjike dhe të dhënat fosile

Gjeologët zbuluan se shkëmbinjtë e kores së Tokës përmbanin shtresa të ndryshme, ose shtresa , të formuara në kohë të ndryshme. Këto shtresa shkëmbinjsh datojnë që në kohë shumë të lashta, shumë kohë para çdo date të përcaktuar nga tradita fetare për krijimin e botës.

Disa shtresa përmbanin mbetje të fosilizuara të kafshëve dhe bimëve që kishin jetuar gjatë periudhës kur shkëmbi po formohej. Shumë nga këto fosile i përkisnin organizmave të panjohur në botën moderne, duke nënkuptuar ekzistencën e krijesave që ishin zhdukur plotësisht. Ngjashmëritë strukturore mund të dalloheshin në fosilet nga shtresat e njëpasnjëshme, duke përfaqësuar organizma që kishin jetuar në periudha të njëpasnjëshme të së kaluarës.

Sa më të vjetër të ishin shkëmbinjtë në të cilët u gjetën, aq më të thjeshta dhe më primitive shfaqeshin format e jetës. Në shtresat më të reja, dolën organizma me struktura më komplekse. Kjo sekuencë vertikale sugjeronte një histori ndryshimi gradual të formave të jetës me kalimin e kohës gjeologjike.

E gjithë kjo sugjeronte se organizmat e ditëve të sotme rrjedhin nga format primitive të jetës që kishin kaluar një proces ndryshimi kumulativ - domethënë, evolucioni biologjik . Të dhënat fosile u bënë një nga provat më të forta në favor të evolucionit, duke treguar një seri speciesh të lidhura, shfaqjen e formave të ndërmjetme dhe vazhdimësinë e faunës dhe florës në kohët e lashta.

Përveç fosileve, linja të tjera provash filluan të mbështesnin idenë e një origjine të përbashkët të gjallesave: anatomia krahasuese zbuloi organe homologe (struktura të ngjashme me funksione të ndryshme), embriologjia tregoi ngjashmëri të habitshme në fazat e hershme të zhvillimit të kafshëve shumë të ndryshme, dhe më vonë, biogjeografia dhe biokimia e përforcuan më tej këtë pikëpamje të unifikuar të jetës.

Teoritë e evolucionit: nga idetë e hershme te modelet aktuale

Në fillim, nuk ishte e lehtë për botën të pranonte provat e evolucionit, pavarësisht pamohueshmërisë së tyre në rritje. Për një kohë të gjatë, Kisha dhe mbështetësit e fiksizmit, duke mos pasur argumente ose të dhëna të forta shkencore për të hedhur poshtë të dhënat fosile, madje sugjeruan se Zoti kishte vendosur fosile në shkëmbinj gjatë krijimit për të testuar besimin e besimtarëve. Ky shpjegim joshkencor filloi të humbiste terren ndërsa grumbulloheshin prova në favor të ndryshimit biologjik.

Në këtë kontekst debati intelektual, dolën në pah teoritë e para formale evolucionare. Një figurë kyçe ishte Erasmus Darwin , një mjek, filozof dhe poet britanik, dhe gjyshi i Charles Darwin. Erasmus ishte autori i një prej teorive më të hershme të evolucionit, duke sugjeruar se jeta ishte zhvilluar nga një burim i vetëm primordial dhe duke përshkruar rëndësinë e luftës për mbijetesë dhe përzgjedhjes seksuale si mekanizma ndryshimi. Shumë nga idetë e tij ndikuan thellësisht te nipi i tij, i cili vite më vonë do të formulonte një teori shumë më gjithëpërfshirëse.

Megjithatë, autori i teorisë së parë vërtet të përgjithshme të evolucionit ishte natyralisti francez Jean-Baptiste Lamarck . Idetë e tij përbëjnë modelin e parë sistematik që shpjegon se si një specie mund të transformohet në një tjetër me kalimin e brezave.

Jean-Baptiste Lamarck dhe trashëgimia e karakteristikave të fituara

Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, Chevalier de Lamarck, ishte një figurë e respektuar, por edhe kontraverse në kohën e tij. Ai njihet si themeluesi i shkencës së biologjisë dhe ishte një autor popullor i studimeve mbi florën e Francës. Ai gjithashtu shkroi një traktat me shtatë vëllime mbi "invertebrorët", një term që ai e futi për të përshkruar kafshët pa shtyllë kurrizore. Interesat e tij u shtrinë në fusha të tjera, duke përfshirë gjeologjinë dhe studimin e fosileve (paleontologjinë). Edhe pse fillimisht besonte se speciet mbeteshin të pandryshuara, deri në vitet 1790 ai ishte konvertuar në besimin në evolucionin biologjik.

Lamarck u bind se organizmat, ndërsa evoluonin, bëheshin gjithnjë e më kompleksë. Ai gjithashtu arriti në përfundimin se speciet fosile që supozohej se ishin zhdukur nuk ishin zhdukur, por ishin transformuar në forma më moderne , dhe se evolucioni biologjik ishte një proces gradual. Për të shpjeguar se si ndodhën këto ndryshime, ai propozoi dy parime kryesore: ligjin e përdorimit dhe mospërdorimit dhe trashëgiminë e karakteristikave të fituara.

Sipas hipotezës së përdorimit-mospërdorimit, strukturat e trupit forcohen dhe zhvillohen nëpërmjet përdorimit të përsëritur , ndërsa pjesët e nën-përdorura dobësohen ose përkeqësohen. Në mënyrë të ngjashme, Lamarku besonte se ndryshimet e fituara gjatë jetës së një organizmi mund t'u kalohen pasardhësve të tij . Kjo ide, e njohur si Lamarkizëm ose teoria e trashëgimisë së karakteristikave të fituara, pati shumë ndikim për dekada të tëra.

Një ilustrim popullor i kësaj teorie është qafa e gjatë e gjirafës. Sipas Lamarkizmit, përpjekjet e gjirafës për të arritur gjethet në degët e larta do të shkaktonin zgjatjen e qafës së saj. Kjo qafë pak më e gjatë do të ishte një tipar i fituar, i transmetuar gjatë jetës së individit dhe do t'u transmetohej pasardhësve të tij, të cilët do të lindnin me qafë pak më të gjatë. Me kalimin e kohës dhe përmes shumë brezave të zgjatjes dhe trashëgimisë, një popullatë gjirafash me qafë të gjatë do të kishte evoluar.

Lamarck botoi teorinë e tij të evolucionit në veprën e tij Filozofia Zoologjike , në të cilën ai mbrojti një pikëpamje të përgjithshme të transformimit të specieve. Edhe pse u kritikua ashpër nga shumë bashkëkohës të tij, propozimi i tij kishte meritën e sugjerimit për herë të parë se evolucioni është një fenomen universal që prek të gjitha qeniet e gjalla, dhe jo vetëm raste të izoluara.

Me kalimin e kohës, emri i Lamarkut u lidh, në mënyrë mjaft të padrejtë, pothuajse ekskluzivisht me nocionin e diskredituar të trashëgimisë së karakteristikave të fituara. Kjo qasje, Lamarkizmi, u sfidua veçanërisht pas zhvillimit të gjenetikës moderne. Edhe Charles Darwin fillimisht propozoi një mekanizëm të ngjashëm të trashëgimisë, të cilin ai e quajti pangjenezë , ku grimca të vogla (gemula) nga të gjitha pjesët e trupit grumbulloheshin në gamete. Vetëm pas rizbulimit të eksperimenteve gjenetike pioniere të Mendelit në vitin 1900 filloi të shfaqej një pamje shumë më e saktë e trashëgimisë.

Tani dihet se tiparet e trashëguara nga pasardhësit nga prindërit e tyre përcaktohen në momentin e fekondimit. Informacioni trashëgues transmetohet në formën e gjeneve , segmenteve të ADN-së që përmbahen në kromozomet e gameteve (veza dhe spermatozoidi). Ky informacion gjenetik nuk ndikohet nga stili i jetës së organizmit gjatë gjithë jetës së tij; domethënë, nëse një individ zhvillon masë muskulore përmes ushtrimeve, humbet një gjymtyrë ose modifikon sjelljen e tij, nuk ndryshon gjenet që do t'ua transmetojë fëmijëve të tij.

Edhe pse ADN-ja mund të ndryshohet nga lloje të ndryshme mutacionesh dhe nga faktorë mjedisorë si rrezatimi jonizues ose kimikate të caktuara, këto ndryshime nuk ndodhin si një përgjigje e drejtuar ndaj përdorimit ose mospërdorimit të një organi, por janë kryesisht të rastësishme . Prandaj, trashëgimia e karakteristikave të fituara, siç është formuluar nga Lamarck, nuk pranohet nga biologjia moderne evolucionare. Megjithatë, intuita e tij se speciet ndryshojnë me kalimin e kohës ishte themelore për shkencëtarë të tjerë, si Darwin dhe Wallace, për të zhvilluar modele më të forta.

Darvinizmi: përzgjedhja natyrore si forcë lëvizëse e ndryshimit

Në një kontekst vëzhgimi intensiv të natyrës, dy natyralistë arritën në mënyrë të pavarur në të njëjtën ide kyçe: speciet ndryshojnë me kalimin e kohës sepse, në çdo brez, vetëm disa individë arrijnë të mbijetojnë dhe të riprodhohen. Këta shkencëtarë ishin Charles Darwin dhe Alfred Russel Wallace.

Wallace kreu punë të gjerë në terren në Arkipelagun Malajzian, në atë që tani është Indonezia. Ai vërejti se speciet aziatike në atë rajon dukeshin më të përparuara nga ana evolucionare sesa shumë specie australiane dhe sugjeroi që ato kishin evoluar pasi kontinentet u ndanë . Bazuar në këto vëzhgime, Wallace shkroi një dorëshkrim të titulluar "Mbi tendencën e varieteteve për t'u larguar në mënyrë të pacaktuar nga lloji origjinal" dhe ia dërgoi Darvinit, i cili kishte zhvilluar idetë e tij rreth evolucionit për vite me radhë.

Darvini u habit kur zbuloi se Wallace kishte arritur pothuajse në të njëjtat përfundime të përgjithshme si ai në lidhje me origjinën e specieve. Punimet e tyre u prezantuan së bashku në një takim të Shoqërisë Linnean të Londrës, megjithëse ato tërhoqën pak interes publik në atë kohë. Megjithatë, kjo e shtyu Darvinin të botonte një vepër më të gjerë në të cilën ai do ta shpjegonte teorinë e tij në detaje.

Në nëntor të vitit 1859, Darvini botoi veprën " Mbi Origjinën e Specieve me anë të Përzgjedhjes Natyrore, ose Ruajtjen e Racave të Favorizuara në Luftën për Jetë" , e cila pati një ndikim të madh në biologji. Në të, Darvini pranoi shprehimisht se Wallace kishte arritur në mënyrë të pavarur në ide shumë të ngjashme me të tijat. Që nga ai moment, Darvinizmi u bë themeli i teorisë moderne evolucionare.

Teoria e Darvinit për përzgjedhjen natyrore mund të përmblidhet në disa pika themelore, të cilat mbeten të vlefshme edhe sot (megjithëse të rafinuara nga gjenetika):

• Midis individëve të çdo specie, mund të gjesh variacione të trashëgueshme në formë, madhësi, ngjyrë dhe shumë karakteristika të tjera. Jo të gjithë anëtarët e një popullate janë identikë.
• Speciet që riprodhohen seksualisht në përgjithësi kanë më shumë pasardhës nga ato të nevojshme për të ruajtur madhësinë e popullsisë. Nëse të gjithë do të mbijetonin, popullsia do të rritej në mënyrë të pakontrollueshme.
• Mesatarisht, çdo individ ka vetëm një shans të vogël për të mbijetuar deri në pjekurinë seksuale dhe për të lindur pasardhës. Ekziston një luftë e vazhdueshme për mbijetesëqoftë për ushqim, strehim, partner apo për t'i shpëtuar grabitqarëve.
• Probabiliteti i mbijetesës mund të jetë më i lartë nëse individi zotëron karakteristika të caktuara të madhësisë, formës, ngjyrës, fiziologjisë ose sjelljes që e bëjnë atë më të prirur për të mbijetuar. përshtatur më mirë me mjedisin e tijPastaj thuhet se ka një avantazh selektiv ndaj kolegëve të saj.
• Individët më të pajisur për të mbijetuar në mjedisin e tyre deri në pjekurinë seksuale do të kenë më shumë shanse për t'u riprodhuar dhe për t'ua kaluar pasardhësve të tyre karakteristikat e favorshme që ato kanë.
• Anasjelltas, ata individë, karakteristikat e të cilëve u japin një probabilitet më të ulët mbijetese, do të kenë më pak pasardhës dhe, për këtë arsye, Karakteristikat e tyre do të zhduken ose për të ulur frekuencën në popullatë.
• Pas shumë brezash, numri i pasardhësve me karakteristika të favorshme do të rritet, ndërsa ata me karakteristika të pafavorshme do të ulet. Kështu, në planin afatgjatë, Popullsia ndryshon përbërjen e saj gjenetike dhe mund të krijojë specie të reja.

Libri i Darvinit shkaktoi një skandal dhe autori i tij u censurua nga sektorët më konservatorë. Një nga kundërshtimet kryesore ishte se teoria e tij nënkuptonte se nuk kishte ndonjë ndryshim themelor midis njerëzve dhe kafshëve "më të ulëta". Sipas Darvinit, njerëzit ishin thjesht më të evoluar se primatët e tjerë si lemurët, majmunët dhe majmunët e egër, por ata ndanin një paraardhës të përbashkët me ta . Në atë kohë, kjo ide binte ndesh drejtpërdrejt me parimet mbizotëruese fetare.

Pavarësisht kritikave, Darvini u mbështet fuqimisht nga një grup i konsiderueshëm shkencëtarësh. Idetë darviniane mbizotëruan me kalimin e kohës dhe arritën pranim të gjerë. Sot, pranohet përgjithësisht se njerëzit modernë ( Homo sapiens ) evoluan nga paraardhësit e ngjashëm me majmunët brenda një historie komplekse evolucionare të linjës së primatëve.

Përzgjedhja natyrore në veprim dhe mekanizma të tjerë të evolucionit

Vështirësia në studimin e përzgjedhjes natyrore dhe evolucionit te speciet e gjalla qëndron në natyrën graduale të shumë proceseve. Megjithatë, disa karakteristika që ndikojnë në probabilitetin e mbijetesës mund të ndryshojnë relativisht shpejt. Evolucioni nuk kërkon gjithmonë miliona vjet për të prodhuar efekte të vëzhgueshme.

Për shembull, speciet e kërcënuara rëndë nga grabitqarët mund të evoluojnë me shpejtësi, nëpërmjet përzgjedhjes natyrore, për të ulur mundësinë e kapjes së tyre. Ato mund të zhvillojnë ngjyra kamuflazh , struktura mbrojtëse (shpina kurrizore, toksina), sjellje më efektive arratisjeje ose modifikime fiziologjike që rrisin mbijetesën e tyre.

Përzgjedhja natyrore studiohet më lehtë në organizmat me kohë të shkurtër gjenerimi . Bakteret, për shembull, mund të riprodhohen brenda minutave ose orëve; disa specie kanë një kohë gjenerimi prej vetëm 20 minutash , kështu që përzgjedhja natyrore mund të prodhojë ndryshime të rëndësishme në një periudhë relativisht të shkurtër. Shfaqja e baktereve rezistente ndaj antibiotikëve është një shembull klasik se si, vetëm në disa breza, një popullatë mund të bëhet pothuajse plotësisht rezistente për shkak të mbijetesës preferenciale të varianteve me mutacione të dobishme.

Megjithatë, përzgjedhja natyrore nuk është mekanizmi i vetëm me anë të të cilit evoluojnë popullatat. Teoria moderne evolucionare njeh katër procese themelore, të njohura si mekanizmat e evolucionit :

1. Përzgjedhja natyrore
2. Zhvendosje gjenetike
3. Mutacioni
4. Migrimi ose rrjedha e gjeneve

Të gjitha veprojnë mbi ndryshueshmërinë gjenetike të popullatave, duke modifikuar frekuencat e aleleve të ndryshme (versionet e të njëjtit gjen) dhe, për rrjedhojë, përbërjen gjenetike të grupeve të organizmave me kalimin e kohës.

Mekanizmat e evolucionit biologjik

Mekanizmat evolucionarë shpjegojnë se si lindin, ruhen ose humbasin ndryshimet midis organizmave dhe popullatave. Kuptimi i tyre na lejon të kuptojmë fenomene të tilla si përshtatja ndaj mjedisit, origjina e specieve të reja dhe zhdukja e të tjerave.

Përzgjedhja natyrore

Përzgjedhja natyrore është mekanizmi me anë të të cilit kushtet mjedisore favorizojnë ose pengojnë mbijetesën dhe riprodhimin e individëve më të përshtatur në një popullatë. Ajo vepron si një filtër: nuk krijon vetë variacion, por përkundrazi zgjedh nga variacionet ekzistuese ato që ofrojnë sukses më të madh riprodhues.

Në një komunitet kafshësh, për shembull, lufta për ushqim përcakton që individët më të fortë, më të shpejtë ose më të shkathët do të dominojnë rivalët e tyre dhe do të marrin më shumë burime. Këta individë, mesatarisht, do të kenë më shumë pasardhës. Diçka e ngjashme ndodh në botën mikroskopike: qelizat dhe mikroorganizmat konkurrojnë për lëndë ushqyese thelbësore si hekuri, azoti dhe fosfori.

Një shembull ilustrues është ai i baktereve, të cilat kanë nevojë për hekur për funksionin e shumë prej proteinave të tyre. Edhe pse hekuri është një element i bollshëm në Tokë, pjesa më e madhe e tij është në një formë kimikisht të patretshme që është e vështirë për t'u përdorur. Bakteret kanë zhvilluar molekula të veçanta të quajtura siderofore , të cilat lirohen në mjedis për të kapur hekurin e disponueshëm. Gjatë një infeksioni, bakteret që prodhojnë sideroforet më efikase kanë një avantazh të qartë: ato fitojnë më shumë hekur, shumohen më shpejt dhe zhvendosin ato që janë më pak efikase. Në këtë mënyrë, në nivel qelizor dhe molekular, përmbushet edhe parimi i " luftës për ushqim ".

Përzgjedhja natyrore mund të veprojë në një popullatë në mënyra të ndryshme:

• Përzgjedhje e drejtuar: favorizon njërin ekstrem të diapazonit të variacionit (p.sh., individë më të mëdhenj ose më të vegjël), duke e zhvendosur mesataren e popullsisë drejt asaj ane.
• Përzgjedhja stabilizueseAi favorizon fenotipet e ndërmjetme dhe eliminon ekstremet, duke ruajtur qëndrueshmëri të karakteristikave të caktuara.
• Përzgjedhje përçarëseNjëkohësisht favorizon individët në të dy skajet e diapazonit të variacionit, gjë që mund të çojë në divergjenca të popullatës dhe kontribuojnë në formimin e specieve të reja.

Zhvendosje gjenetike

Zhvendosja gjenetike është një mekanizëm evolucionar i ndryshëm nga përzgjedhja natyrore. Ai përbëhet nga ndryshime të rastësishme në frekuencat e aleleve të një popullate, veçanërisht të dukshme në popullatat e vogla . Ndryshe nga përzgjedhja, e cila drejtohet nga përshtatja ndaj mjedisit, zhvendosja është produkt i rastësisë: disa individë lënë më shumë pasardhës se të tjerët thjesht aksidentalisht, jo sepse janë përshtatur më mirë.

Me kalimin e kohës, zhvendosja gjenetike mund të çojë në fiksimin e disa aleleve (duke arritur frekuencën 100%) ose humbjen e plotë, edhe nëse ato nuk janë veçanërisht të favorshme ose të pafavorshme. Ky proces mund të zvogëlojë ndryshueshmërinë gjenetike të një popullate dhe ta bëjë atë më të ndjeshme ndaj ndryshimeve mjedisore.

Dy fenomene që lidhen me zhvendosjen gjenetike janë:

• Efekti i themeluesitKur një grup i vogël individësh shkëputet nga një popullatë kryesore dhe krijon një popullatë të re, alelet e pranishme në ata pak kolonizatorë mund të mos e përfaqësojnë me saktësi diversitetin origjinal. Popullata e re mund të ketë frekuenca shumë të ndryshme të gjeneve tek ata të popullsisë së tyre të origjinës.
• Vështirësi në popullsiKur një popullatë vuan nga një zvogëlim drastik i madhësisë për shkak të një katastrofe, sëmundjeje ose ndryshimi mjedisor, pak të mbijetuar përbëjnë bazën gjenetike të popullatës së ardhshme. Kjo mund ta ndryshojë thellësisht... frekuencat e aleleve dhe zvogëlojnë diversitetin.

Mutacioni

Mutacionet janë ndryshime në sekuencën e ADN-së. Ato mund të ndodhin për shkak të gabimeve gjatë replikimit të materialit gjenetik, veprimit të agjentëve kimikë, rrezatimit ose proceseve të tjera qelizore. Mutacionet janë burimi përfundimtar i të gjithë ndryshueshmërisë gjenetike , pasi ato gjenerojnë alele të reja që nuk ekzistonin më parë në popullatë.

Në organizmat që riprodhohen në mënyrë aseksuale, mutacionet janë praktikisht e vetmja mënyrë për të futur variacion të ri gjenetik. Në organizmat që riprodhohen seksualisht, ndryshueshmëria rritet edhe nga rekombinimi gjenetik që ndodh gjatë formimit të gameteve (kryqëzimi i kromozomeve, asortimenti i pavarur, etj.).

Edhe pse fjala "mutacion" shpesh shoqërohet me diçka negative, shumica e mutacioneve janë neutrale (ato nuk prodhojnë ndryshime të dukshme në organizëm) ose kanë efekte të lehta. Vetëm një pjesë e tyre janë qartësisht të dëmshme, dhe një pakicë tjetër mund të jetë e dobishme në mjedise të caktuara. Evolucioni është i mundur falë këtyre mutacioneve të rastësishme, të cilat më pas veprohen nga përzgjedhja natyrore, zhvendosja dhe mekanizma të tjerë.

Migrimi ose rrjedha e gjeneve

Migrimi , i quajtur edhe rrjedhë gjenesh, është lëvizja e individëve nga një popullatë në tjetrën. Kur individët migrojnë dhe riprodhohen në popullata të ndryshme, ata mbajnë me vete alelet e tyre dhe kontribuojnë në përzierjen e materialit gjenetik midis grupeve.

Rrjedha e gjeneve tenton të homogjenizojë popullatat , duke zvogëluar ndryshimet gjenetike midis tyre. Nëse rrjedha është shumë intensive, ajo mund të parandalojë që popullatat të diferencohen mjaftueshëm për të lindur specie të reja. Anasjelltas, kur ekzistojnë pengesa ndaj rrjedhës së gjeneve (gjeografike, ekologjike ose riprodhuese), popullatat mund të ndryshojnë dhe të ndjekin shtigje të ndryshme evolucionare.

Teoria moderne: neo-Darvinizmi ose sinteza moderne

Versioni modern i teorisë së Darvinit, i njohur si neo-Darvinizëm , sinteza moderne ose teoria sintetike, integron idetë e përzgjedhjes natyrore me njohuri nga gjenetika, paleontologjia, biokimia, ekologjia dhe veçanërisht gjenetika e popullatave . Kjo sintezë u zhvillua falë shumë studiuesve që kontribuan me pjesë kyçe në një model të unifikuar.

Studimet mbi mënyrën se si sillen gjenet në popullata, si dhe analizat aktuale të evolucionit, kanë riafirmuar rëndësinë qendrore të përzgjedhjes natyrore, por kanë përfshirë gjithashtu zhvendosjen gjenetike, mutacionin dhe rrjedhën e gjeneve si procese thelbësore. Në paleontologji, kjo qasje sintetike ka ofruar njohuri mbi ritmet e evolucionit biologjik gjatë kohës gjeologjike, duke lejuar interpretimin e të dhënave fosile me një bazë të fortë gjenetike.

Pikat e mëposhtme dallohen midis parimeve themelore të neo-Darvinizmit:

• Nuk pranohet trashëgimia e karakteristikave të fituara siç është formuluar nga Lamarku. Gjenetika Mendeliane tregoi se vetëm tiparet, informacioni i të cilave ndodhet në gjene, trashëgohen dhe se ndryshimet somatike të fituara gjatë jetës nuk e modifikojnë ADN-në e gameteve.
• Në organizmat aseksualë, burimi i vetëm i ndryshueshmërisë gjenetike është shfaqja e mutacionetNë organizmat që riprodhohen seksualisht, ndryshueshmëria gjenerohet si nga mutacionet ashtu edhe nga rekombinimi i gjeneveDhe është përzgjedhja natyrore (së bashku me faktorë të tjerë) që vepron mbi atë ndryshueshmëri.
• Përzgjedhja natyrore çon në ndryshime në grup alelesh të një popullateAlelet që u japin një fenotip të favorshëm individëve që i mbajnë ato rriten në frekuencë me kalimin e kohës, ndërsa alelet e pafavorshme kanë tendencë të ulen.
• Nuk është individi që evoluon, por popullsiIndividët lindin me një grup specifik gjenesh, por evolucioni manifestohet si ndryshime në frekuencat e aleleve midis brezave.
• Evolucioni është zakonisht një proces gradualKjo ndodh nëpërmjet ndryshimeve të vogla kumulative në frekuencat e aleleve të cilat, gjatë një periudhe të zgjatur, mund të çojnë në shfaqjen e specieve të reja. Megjithatë, shkalla e këtij ndryshimi mund të ndryshojë në varësi të kontekstit ekologjik dhe gjenetik.
• La speciacion (Origjina e specieve të reja) ndodh kur lind izolimi riprodhues midis popullatave të të njëjtit lloj. Kur rrjedha e gjeneve midis tyre ndërpritet, popullatat mund të divergjojnë derisa të bëhen gjenetikisht të papajtueshme.

Brenda teorisë moderne, janë zhvilluar edhe perspektiva që përqendrohen në rëndësinë e gjeneve si njësi themelore të përzgjedhjes. Një vepër që pati një ndikim të madh ishte *Geni egoist * i Richard Dawkins, i cili popullarizoi idenë se gjenet, dhe jo individët ose speciet, janë agjentët kryesorë të përzgjedhjes. Ky interpretim, megjithëse metaforik, nënvizon se gjenet që replikohen më lehtë kanë tendencë të vazhdojnë dhe të përhapen brenda popullatave.

Dëshmi e evolucionit biologjik

Teoria e evolucionit nuk bazohet vetëm në modele teorike; ajo ka linja të shumta provash nga degë të ndryshme të biologjisë që demonstrojnë se qeniet e gjalla kanë një origjinë të përbashkët dhe kanë ndryshuar me kalimin e kohës. Ndër provat kryesore janë:

• testet anatomikeAta krahasojnë strukturat trupore të organizmave të ndryshëm për të përcaktuar marrëdhënie të mundshme farefisnie. Organet homologe (si këmba e një kali, krahu i një lakuriq nate dhe krahu i njeriut) ndajnë të njëjtin plan strukturor, edhe pse kryejnë funksione të ndryshme, gjë që sugjeron një origjinë e përbashkët evolucionare.
• Dëshmi paleontologjikeAto bazohen në studimin e fosileve. Shumë fosile kanë një ngjashmëri të fortë me speciet e sotme ose përfaqësojnë format e ndërmjetme midis grupeve të ndryshme (për shembull, Arkeopteryx(që shfaq tipare të zvarranikëve dhe zogjve). Këto forma kalimtare mbështesin idenë se grupe të mëdha organizmash janë transformuar gradualisht.
• Testet embriologjikeAta krahasojnë zhvillimin embrional të kafshëve shumë të ndryshme. Në fazat e hershme, shumë vertebrorë tregojnë struktura të ngjashme (bishtat, çarjet e veshkave, etj.), gjë që tregon se ato ndajnë gjene zhvillimore të trashëguara nga një paraardhës i përbashkët.
• Dëshmi biogjeografikeAta studiojnë shpërndarjen gjeografike të specieve. Evolucioni parashikon që organizmat që jetojnë së bashku në të njëjtën zonë kanë tendencë të jenë i lidhurNdërsa popullatat e ndara nga barriera gjeografike evoluojnë përgjatë rrugëve të ndryshme. Kjo vërehet, për shembull, te majmunët nga Afrika, Amerika e Jugut dhe Azia, ose në faunën unike të ishujve si Galapagos.
• Testet biokimike dhe molekulareAta krahasojnë specie të ndryshme në nivelin e ADN-së, proteinave dhe përbërësve të tjerë molekularë. Sa më të ngjashme të jenë speciet, aq më mirë. Sekuencat e ADN-së dhe aminoacideveSa më afër specieve, aq më e madhe është marrëdhënia evolucionare midis dy specieve. Falë këtyre krahasimeve, janë ndërtuar pemë filogjenetike që përfaqësojnë marrëdhëniet midis gjallesave.

Të gjitha këto prova konvergojnë në të njëjtin përfundim: diversiteti i jetës që vëzhgojmë sot është rezultat i një procesi të gjatë ndryshimesh të akumuluara , ku speciet ndajnë paraardhës të përbashkët dhe kanë ndjekur shtigje të ndryshme evolucionare nën veprimin e kombinuar të mutacioneve, përzgjedhjes natyrore, zhvendosjes gjenetike dhe migrimeve.

Evolucioni biologjik dhe mekanizmat e tij shpjegojnë si kompleksitetin e formave aktuale të jetës ashtu edhe praninë e tipareve të përbashkëta midis qenieve shumë të ndryshme. Të kuptuarit e këtij procesi jo vetëm që sqaron vendin tonë në natyrë, por na lejon gjithashtu të adresojmë probleme praktike siç janë rezistenca ndaj antibiotikëve , ruajtja e specieve të rrezikuara dhe origjina e disa sëmundjeve gjenetike, duke treguar se historia e jetës vazhdon të shkruhet brez pas brezi.