4 ДОКАЗАТЕЛСТВА ЗА ЕВОЛЮЦИЯТА НА ЖИВИТЕ СЪЩЕСТВА - БИОЛОГИЯ - 2025

В доказателство за еволюцията се състои от серия от тестове, за да се потвърди процеса на промяна по време на хода на времето в биологичните популации. Тези доказателства идват от различни дисциплини, от молекулярна биология до геология.

През цялата история на биологията бяха разработени поредица от теории, които се опитваха да обяснят произхода на видовете. Първата от тях е фиксистката теория, разработена от редица мислители, датираща от времето на Аристотел. Според този набор от идеи видовете са създадени независимо и не са се променяли от началото на създаването им.

Източник: pixabay.com

Впоследствие е разработена теорията за трансформаторите, която както подсказва името й, предполага трансформацията на видовете във времето. Според трансформаторите, въпреки че видовете са създадени в отделни събития, те се променят във времето.

И накрая, имаме еволюционната теория, която освен че предлага, че видовете са се променили с течение на времето, счита за общ произход.

Тези два постулата бяха организирани от британския натуралист Чарлз Дарвин, достигайки до извода, че живите същества произхождат от предци, много различни от тях и са свързани помежду си от общи предци.

Преди времето на Дарвин се използва основно теория на фиксистите. В този контекст адаптациите на животни бяха замислени като творения на божествен ум с конкретна цел. По този начин птиците са имали крила за летене, а бенките са имали крака за копаене.

С идването на Дарвин всички тези идеи се отхвърлят и еволюцията започва да има смисъл от биологията. По-нататък ще обясним основните доказателства, които подкрепят еволюцията и помагат да се изключи неподвижността и трансформацията.

Фосилните записи и палеонтологията

Какво е вкаменелост?

Терминът вкаменелост идва от латинското fossilis, което означава „от яма“ или „от земята“. Тези ценни фрагменти представляват за научната общност ценен „поглед в миналото”, буквално.

Вкаменелостите могат да бъдат останки от животни или растения (или друг жив организъм) или някаква следа или белег, който индивидът остави на повърхността. Типичният пример за изкопаеми са твърдите части на животно, като черупката или костите, които са били трансформирани в скала чрез геоложки процеси.

В регистъра могат да се намерят и „следи“ от организми, като бразди или следи.

В древни времена се е смятало, че вкаменелостите са много особен вид скала, която е била оформена от околната среда, било то вода или вятър и спонтанно приличала на живо същество.

С бързото откриване на огромен брой вкаменелости стана ясно, че това не са просто скали, а вкаменелостите се считат за останките на организми, живели преди милиони години.

Първите вкаменелости представляват известната "фауна на Едиакара". Тези вкаменелости датират от преди около 600 милиона години.

Повечето от вкаменелостите обаче датират от периода на Кембрий, преди около 550 милиона години. Всъщност организмите от този период се характеризират главно с огромни морфологични иновации (например огромният брой вкаменелости, открити в бургусската шисти).

Защо вкаменелостите са доказателство за еволюцията?

Безспорно е, че вкаменелостта - огромен керван с разнообразни форми, който днес вече не наблюдаваме и че някои са изключително сходни с съвременните видове - е основата на фиксистката теория.

Въпреки че е вярно, че записът е непълен, има някои много конкретни случаи, при които откриваме преходни форми (или междинни етапи) между една и друга форма.

Пример за невероятно запазени форми в записа е еволюцията на китоподобните. Има поредица от вкаменелости, които показват постепенната промяна, която тази линия е претърпяла във времето, като се започне от четириноги сухоземно животно и завърши с огромните видове, които обитават океаните.

Вкаменелости, показващи невероятната трансформация на китове, са открити в Египет и Пакистан.

Друг пример, който представя еволюцията на един съвременен таксон, е изкопаемите записи на групите, които произхождат днешните коне, от организъм с големина на канида и със зъби за сърфиране.

По подобен начин имаме много специфични вкаменелости на представители, които може да са били предци на тетраподи, като например Ихтиостега - една от най-ранните известни земноводни.

Хомология: доказателства с общ произход

Какво е хомология?

Хомологията е ключово понятие в еволюцията и в биологичните науки. Терминът беше въведен от зоолога Ричард Оуен и той го определи по следния начин: „един и същ орган при различни животни, под каквато и да е форма и функция“.

За Оуен сходството между структурите или морфологиите на организмите се дължеше единствено на факта, че те съответстват на един и същ план или "аротип".

Това определение обаче е било преди епохата на Дарвин, поради тази причина терминът се използва по чисто описателен начин. По-късно, с интегрирането на дарвинистките идеи, терминът хомология придобива нов обяснителен нюанс, а причината за това явление е непрекъснатост на информацията.

Хомологиите не са лесни за диагностициране. Има обаче определени доказателства, които казват на изследователя, че той е изправен пред случай на хомология. Първият е да се разпознае дали има съответствие по отношение на пространственото положение на структурите.

Например, в горните крайници на тетраподите връзката на костите е еднаква между индивидите от групата. Намираме плечо, последвано от радиус и улна. Въпреки че структурата може да бъде променена, редът е същият.

Всички прилики ли са хомологии?

В природата не всички прилики между две структури или процеси могат да се считат за хомоложни. Има и други явления, които водят до два организма, които не са свързани помежду си по отношение на морфологията си. Това са еволюционната конвергенция, паралелизъм и обръщане.

Класическият пример за еволюционна конвергенция е окото на гръбначните и с окото на главоногите. Въпреки че и двете структури изпълняват една и съща функция, те нямат общ произход (общият прародител на тези две групи не е имал структура, подобна на окото).

По този начин, разграничаването между хомоложни и аналогични черти е жизненоважно за установяване на връзки между групи организми, тъй като само хомоложни черти могат да бъдат използвани за извършване на филогенетични изводи.

Защо хомологиите са доказателство за еволюцията?

Хомологиите са доказателство за общия произход на видовете. Връщайки се към примера на quiridium (член, образуван от една кост в ръката, две в предмишницата и фалангите) в тетраподи, няма причина защо прилеп и кит да споделят модела.

Този аргумент е използван от самия Дарвин в „Произход на видовете“ (1859 г.), за да опровергае идеята, че видовете са проектирани. Никой дизайнер - колкото и неопитен да не използва същия модел върху летящ организъм и воден.

По тази причина можем да заключим, че хомологиите са доказателства за общо потекло, а единственото правдоподобно обяснение, което съществува за тълкуване на квиридий в морски организъм и в друг летящ, е, че и двете са се развили от организъм, който вече е имал тази структура.

Какво представляват молекулярните хомологии?

Досега споменахме само морфологични хомологии. Хомологиите на молекулярно ниво обаче също служат като доказателство за еволюцията.

Най-очевидната молекулярна хомология е наличието на генетичен код. Цялата информация, необходима за изграждането на организъм, се намира в ДНК. Това се превръща в месинджърна РНК молекула, която накрая се превежда в протеини.

Информацията е в трибуквен код, или кодон, наречен генетичен код. Кодът е универсален за живите същества, въпреки че има явление, наречено пристрастия при използване на кодон, при което някои видове използват определени кодони по-често.

Как може да се провери дали генетичният код е универсален? Ако изолираме митохондриалната РНК, която синтезира хомоглобиновия протеин от заек и го въведе в бактерия, машината на прокариота е в състояние да декодира съобщението, въпреки че естествено не произвежда хемоглобин.

Други молекулярни хомологии са представени от огромния брой метаболитни пътища, които съществуват общо в различни линии, широко разделени във времето. Например, разграждането на глюкозата (гликолизата) присъства практически във всички организми.

На какво ни учат молекулярните хомологии?

Най-логичното обяснение защо кодът е универсален е историческа злополука. Подобно на езика в човешките популации, генетичният код е произволен.

Няма причина терминът "таблица" да се използва за обозначаване на физическия обект на таблицата. Същото се отнася за всеки термин (къща, стол, компютър и т.н.).

Поради тази причина, когато видим, че човек използва определена дума, за да обозначи даден предмет, това е така, защото го е научил от друг човек - от баща си или майка си. А те от своя страна са го научили от други хора. Тоест, той предполага общ прародител.

По същия начин няма причина валинът да бъде кодиран от серията кодони, които се свързват с тази аминокиселина.

След като езикът за двайсетте аминокиселини беше установен, той заседна. Може би по енергийни причини, тъй като всяко отклонение от кода може да има вредни последици.

Изкуствен подбор

Изкуственият подбор е тест за ефективността на естествения процес на подбор. Всъщност промяната в домашния статус е била решаваща в теорията на Дарвин и първата глава за произхода на видовете е посветена на това явление.

Най-известните случаи на изкуствен подбор са домашните гълъби и кучета. Този функционален процес чрез човешки действия, който избирателно избира определени варианти от населението. Така човешките общества произвеждат сортовете животни и растения, които виждаме днес.

Например, характеристики като размера на кравата могат бързо да се променят, за да се увеличи производството на месо, броят на яйцата, снасяни от кокошките, и производството на мляко, наред с други.

Тъй като този процес протича бързо, можем да видим ефекта от селекцията за кратък период от време.

Естествен подбор в естествените популации

Въпреки че еволюцията се счита за процес, който отнема хиляди или в някои случаи дори милиони години, при някои видове можем да наблюдаваме еволюционния процес в действие.

Антибиотична резистентност

Случаят с медицинско значение е развитието на резистентността към антибиотици. Прекомерната и безотговорна употреба на антибиотици доведе до увеличаване на резистентните варианти.

Например през 40-те години всички варианти на стафилококи могат да бъдат елиминирани с прилагането на антибиотика пеницилин, който инхибира синтеза на клетъчната стена.

Днес почти 95% щамове на Staphylococcus aureus са резистентни към този антибиотик и други, чиято структура е подобна.

Същата концепция се прилага и за развитието на устойчивостта на вредителите към действието на пестицидите.

Молецът и индустриалната революция

Друг много популярен пример в еволюционната биология е молецът Biston betularia или брезова пеперуда. Този молец е полиморфен по отношение на оцветяването си. Човешкият ефект от индустриалната революция предизвика бърза промяна в алелните честоти на населението.

Преди това преобладаващият цвят при молците беше светъл. С настъпването на революцията замърсяването достигна потресаващо високи нива, потъмнявайки кората на брезите.

С тази промяна молците с по-тъмни цветове започват да увеличават честотата си в популацията, тъй като поради камуфлажни причини те са по-малко изявени на птиците - техните основни хищници.

Човешките дейности значително са повлияли на подбора на много други видове.

Препратки

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Биология: наука и природа. Pearson Education.
2. Дарвин, С. (1859). За произхода на видовете чрез естествена селекция. Мъри.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Еволюционен анализ. Prentice Hall.
4. Futuyma, DJ (2005). Evolution. Sinauer.
5. Солер, М. (2002). Еволюция: основата на биологията. Проект Юг.