Teorisi evrim etrafındaki en iyi bilinen bilimsel teorilerden biridir. "Evrim" kelimesini kullanmadan veya duymadan bir gün boyunca yapmaya çalışın ve bu teorinin ne kadar yaygın olduğunu göreceksiniz.
Evrim büyüleyici çünkü en temel insan sorunlarından birini cevaplamaya çalışıyor: Yaşam ve insanlık nereden geldi? Evrim teorisi, yaşamın ve insanların doğal bir süreçte ortaya çıkmasını önermektedir. Çok fazla sayıda insan buna inanmıyor, bu da haberlerde evrimi koruyan bir şey.
-Bu makalede, evrim teorisini ve nasıl çalıştığını araştıracağız. Mevcut teoride delikler gösteren birkaç önemli alanı da inceleyeceğiz - teoriyi tamamlamak için önümüzdeki yıllarda bilimsel araştırmanın çalışacağı yerler. Delikler birçok kişi tarafından evrim teorisinin yıkılması gerektiğine dair kanıt olarak değerlendirilmektedir. Sonuç olarak, oldukça tartışmalı bir konu ilk evvelden beri evrimi kuşatmıştır.
Evrim teorisinin temel prensiplerini gözden geçirerek başlayalım, bazı örneklere bakın ve daha sonra delikleri inceleyin.
Temel evrim teorisi şaşırtıcı derecede basittir. Üç temel parçaya sahiptir:
-Yıllarca yıl önce, evrim teorisine göre, kimyasallar kendilerini kendiliğinden çoğalan bir moleküle rastgele organize ettiler. Bu yaşam kıvılcımı, bugün gördüğümüz her canlı şeyin tohumuydu (artık dinozorlar gibi görmediğimiz gibi). Bu en basit yaşam formu, mutasyon ve doğal seçilim süreçleri boyunca, gezegendeki her canlı türüne dönüşmüştür.
Böyle basit bir teori, bugün bildiğimiz tüm hayatı açıklayabilir mi? Hayatın nasıl çalıştığını anlayarak başlayalım ve sonra bazı örneklere bakalım.
Evrim, en saf haliyle günlük evriminde görülebilir. bakteriler. Eğer Hücreler Nasıl Çalışır'ı okuduysanız, o zaman E. coli bakterisinin iç işleyişine aşinayınız ve bu bölümü atlayabilirsiniz. İşte Hücreler Nasıl Çalışır en önemli noktaları vurgulamak için hızlı bir özet:
Herhangi bir canlı hücrede DNA'nın enzimler oluşturmaya yardımcı olduğunu ve enzimlerin "yaşam" olan kimyasal reaksiyonları yarattığını görebilirsiniz.
Bir sonraki bölümde bakteri üremesini tartışacağız.
İnsan kromozomları insan genomunun DNA'sını tutar. Her ebeveyn 23 kromozoma katkıda bulunur.
Bakteriler çoğalır eşeysiz. Bu, bir bakteri hücresi bölündüğünde, bölünmenin iki yarısının aynı olduğu anlamına gelir - tam olarak aynı DNA'yı içerirler. Yavru ebeveynin bir kopyasıdır.
İnsan Üremesi Nasıl Çalışır? Bölümünde açıklandığı gibi, bitkiler, böcekler ve hayvanlar gibi yüksek organizmalar çoğalır. cinselve bu süreç evrim eylemlerini daha ilginç hale getiriyor. Cinsel üreme, bir tür içinde muazzam miktarda varyasyon yaratabilir. Örneğin, eğer iki ebeveynin birden fazla çocuğu varsa, tüm çocuklar dikkate değer ölçüde farklı olabilir. İki erkek kardeş farklı saç rengine, farklı yüksekliklere, farklı kan türlerine ve benzerlerine sahip olabilir. İşte bunun nedeni şu:
Gen seçiminin rastgele doğasından dolayı, her çocuk anne ve babanın DNA'sından farklı bir gen karışımı alır. Bu nedenle aynı ebeveynlerden çocukların bu kadar çok farklılıkları olabilir.
Bir gen, bir enzim yaratmak için bir şablondan başka bir şey değildir. Bu, herhangi bir bitkide veya hayvanda, her enzim için aslında iki şablonun bulunduğu anlamına gelir. Bazı durumlarda, iki şablon aynıdır (homozigot), ancak çoğu durumda iki şablon farklıdır (heterozigot).
Burada, gen çiftlerinin nasıl etkileşebildiğini anlamaya yardımcı olan bezelye bitkilerinden iyi bilinen bir örnek. Bezelye uzun veya kısa olabilir. Fark, Carol Deppe'a göre "Kendi Sebze Çeşitlerini Yetiştir" kitabına göre geliyor:
Deppe'nin alıntılarında dikkati çeken bir nokta, tek bir gendeki bir mutasyonun bir organizma veya onun yavruları veya yavrularının yavruları üzerinde hiçbir etkisinin olmamasıdır. Örneğin, bir allelde bir genin iki özdeş kopyasına sahip bir hayvanı hayal edin. Bir mutasyon, iki genden birini zararlı bir şekilde değiştirir. Bir çocuğun bu mutant geni babasından aldığını varsayalım. Anne normal bir gene katkıda bulunur, bu nedenle çocuk üzerinde hiçbir etkisi olmayabilir ("kısa" bezelye geni durumunda olduğu gibi). Mutant gen, birçok nesil boyunca devam edebilir ve bir noktada, bir çocuğun her iki ebeveyni, mutant genin bir kopyasına kadar, asla fark edilmeyebilir. Bu noktada, örneği Deppe'nin alıntılarından alarak, kısa bir bezelye bitkisine sahip olabilirsiniz, çünkü bitki normal miktarda gibberellin oluşturmaz.
Fark edilmesi gereken bir başka nokta da, bir genin birçok farklı formunun bir türün etrafında dolaşabilmesidir. Bir türdeki tüm genlerin tüm versiyonlarının kombinasyonu, türlerin gen havuzudur. Gen havuzu artışlar Bir mutasyon bir geni değiştirdiğinde ve mutasyon hayatta kaldığında. Gen havuzu azalır Bir gen öldüğünde.
Evrimin en basit örneklerinden biri E. coli hücresinde görülebilir. Süreçte daha iyi bir kavrama elde etmek için, bu hücrede neler olduğuna bir göz atacağız.
Evrim süreci, DNA'da bir mutasyon yaratarak bir E. coli hücresi üzerinde hareket eder. Bir E. coli bakterisindeki DNA iplikçiğinin bozulmaması nadir değildir. Bir X-ışını, bir kozmik ışın ya da başıboş bir kimyasal reaksiyon, DNA zincirini değiştirebilir ya da bozabilir. Çoğu durumda mutasyona uğramış DNA'lı özel bir E. coli hücresi ya ölür, hasarı giderir ya da çoğalmaz. Diğer bir deyişle, çoğu mutasyon hiçbir yere gitmez. Ama her sıklıkta, bir mutasyon hayatta kalacaktır ve hücre yeniden üretecektir.
Örneğin, bir petri kabında yaşayan bir grup özdeş E. coli hücresini düşünün. Bol miktarda yiyecek ve doğru sıcaklıkla, her 20 dakikada bir ikiye katlanabilirler. Yani, her bir E. coli hücresi DNA zincirini çoğaltabilir ve 20 dakika içinde iki yeni hücreye ayrılabilir.
Şimdi, birinin petri kabına bir antibiyotik döktüğünü hayal edin. Birçok antibiyotik, bakterilerin yaşamak zorunda olduğu enzimlerden birini koruyarak bakterileri öldürür. Örneğin, bir yaygın antibiyotik, hücre çeperini oluşturan enzim sürecini güçlendirir. Hücre duvarına ekleme yeteneği olmadan, bakteriler yeniden üretemez ve sonunda ölürler.
Antibiyotik yemeğe girdiğinde, tüm bakteriler ölmelidir. Ancak, yemeğin içinde yaşayan milyonlarca bakteriden birinde, hücre duvarı oluşturma enzimini normdan farklı kılan bir mutasyon elde ettiğini hayal edin. Farklılıktan dolayı, antibiyotik molekülü enzime düzgün bir şekilde yapışmaz ve dolayısıyla onu etkilemez. O bir E. coli hücresi hayatta kalacaktır ve tüm komşuları öldüğünden, petri kabını yeniden üretebilir ve devralabilir. Şu anda bu özel antibiyotiğe karşı bağışıklık olan bir E. coli suşu vardır.
Bu örnekte, işte evrimi görebilirsiniz. Rastgele bir DNA mutasyonu, benzersiz bir E. coli hücresi oluşturdu. Hücre, tüm komşularını öldüren antibiyotik tarafından etkilenmez. Bu eşsiz hücre, bu petri kabının ortamında hayatta kalabilmektedir.
E. coli, canlı organizmaların alabileceği kadar basittir ve çok hızlı ürettikleri için, evrimin normal bir zaman ölçeğinde etkilerini görüyorsunuz. Son birkaç on yılda, birçok farklı bakteri türü antibiyotiklere karşı bağışıklık kazanmıştır. Benzer şekilde, böcekler çok hızlı ürettikleri için insektisitlere karşı bağışıklık kazanırlar. Örneğin, DDT dayanıklı sivrisinekler normal sivrisineklerden gelişmiştir.
Çoğu durumda, evrim çok daha yavaş bir süreçtir.
Önceki bölümde belirtildiği gibi, birçok şey aşağıdakileri içeren bir DNA mutasyonuna neden olabilir:
Bu nedenle, mutasyonlar oldukça yaygındır. Mutasyonlar herhangi bir popülasyonda sabit bir oranda gerçekleşir, ancak her mutasyonun yeri ve tipi tamamen rastlantısaldır. "The Dragons of Eden" de Carl Sagan'a göre:
"Hücrenin Moleküler Biyolojisi" ne göre:
Ruth Moore'un "Evrim" adlı kitabına göre, mutasyonları radyasyonla hızlandırmak mümkün:
Mutasyonlar, bir türün gen havuzunda yeni genler sağlayarak evrim sürecini hızlandırır.
Sonra, doğal seçim devralınır.
Önceki bölümde gördüğünüz gibi, mutasyonlar rasgele ve sabit bir süreçtir. Mutasyonlar meydana geldiğinde, Doğal seçilim Hangi mutasyonların yaşayacağına ve hangisinin öleceğine karar verir. Mutasyon zararlı ise, mutasyona uğramış organizmanın hayatta kalma ve çoğalma şansı çok azalır. Mutasyon yararlı ise, mutasyona uğramış organizma çoğalmaya devam eder ve mutasyon yavrularına geçer. Bu şekilde, doğal seçilim, yalnızca türlere iyi mutasyonları dahil etmek ve kötü mutasyonları genişletmek için evrimsel süreci yönlendirir.
Ian Tattersall ve Jeffrey Schwartz tarafından yazılan "Soyu Tükenmiş İnsanlar" kitabı şu şekilde ifade ediyor:
Balinaların Nasıl Çalıştığı ile ilgili doğal bir seçim örneğine bakalım.
Balinaların ataları karada yaşar - karada yaşamdan balina evriminin evrimine dair kanıtlar vardır (Balinaların detaylar için nasıl çalıştıklarını okuyun), fakat bu nasıl ve neden oldu? "Neden" genellikle denizdeki yiyeceklerin bolluğuna atfedilir. Temel olarak, balinalar yemeklerin olduğu yere gitti."Nasıl" biraz daha kafa karıştırıcıdır: Balinalar, insanlar gibi memelilerdir ve insanlar gibi, katı zeminde yaşadılar ve yürüdüler, akciğerlerine hava soludular. Balinalar deniz yaratıkları nasıl oldu? Bu evrimin bir yönü, How Whales Work'in yazarı Tom Harris'e göre şöyle açıklanıyor:
Balina'nın "burnu" aslında pozisyonları değiştirdiği görülüyorsa, evrim teorisi bu fenomeni, milyonlarca yıl boyunca gerçekleşen uzun bir süreç olarak açıklıyor:
Doğal seleksiyon, organizmayı çevreye en uygun hale getiren genetik mutasyonları seçer ve bu nedenle hayatta kalma ve çoğalma olasılığı daha yüksektir. Bu şekilde, aynı türlerin farklı ortamlarda yaşayan hayvanları tamamen farklı şekillerde evrimleşebilir.
Bir grup Saint Bernards aldığınızı ve onları bir adaya koyduğunuzu ve başka bir adada bir grup Chihuahuas kurduğunuzu düşünün. Aziz Bernards ve Chihuahuas, şu anda "köpek" türünün üyeleridir - bir Saint Bernard, bir Chihuahua ile (muhtemelen suni tohumlama yoluyla) çiftleşebilir ve normal yavrular oluşturabilir. Garip görünümlü yavrular olacaklar, ama yine de normal yavrular olacaklar.
Yeterince zaman verildiğinde nasıl olduğunu görmek mümkün Türleşmenin - Evrim yoluyla yeni bir türün gelişimi - Saint Bernards ve Chihuahuas arasında kendi adalarında meydana gelebilir. Ne olur ki, Saint Bernard gen havuzunun adadaki bütün Saint Bernards tarafından paylaşılan (melezleme yoluyla) rastgele mutasyonlar edinmesi ve Chihuahuas'ın adalarındaki bütün Chihuahuas'ların paylaştığı tamamen farklı bir rastgele mutasyonlar elde etmesidir.. Bu iki gen havuzları sonunda birbirleriyle, iki ırkın artık melezleşemediği noktaya bağdaşmaz hale gelecekti. Bu noktada, iki farklı türünüz var.
Bir Saint Bernard ve bir Chihuahua arasındaki büyük büyüklük farkından dolayı, her iki köpek türünü aynı adaya koymak ve aynı işleme sahip olmak mümkün olacaktır. Saint Bernards doğal olarak sadece Saint Bernards ile üreyecekti ve Chihuahuas doğal olarak sadece Chihuahuas ile üreyecekti, bu yüzden türleşme hala gerçekleşecekti.
İki ayrı adaya iki grup Chihuahuas koyarsanız, süreç de meydana gelir. İki Chihuahuas grubu, gen havuzlarında farklı mutasyon koleksiyonları biriktirir ve sonunda, melezlenemeyen farklı türler haline gelirdi.
Evrim teorisi, ayrı bir Chihuahua türü ve Saint Bernard tipi türler yaratabilecek sürecin, bugün gördüğümüz tüm türlerin yarattığı aynı süreç olduğunu ileri sürmektedir. Bir tür iki veya daha fazla farklı alt kümeye bölünürse, örneğin bir dağ aralığı, bir okyanus ya da büyüklük farkı, alt kümeler farklı mutasyonlar toplar, farklı gen havuzları oluştururlar ve sonunda farklı türler oluştururlar.
Bugün gördüğümüz farklı türlerin tümü nasıl oluştu? Çoğu insan bakterilerin küçük şekillerde geliştiğini kabul eder (mikroevrim), ancak türleşme fikri etrafında bazı tartışmalar var (makroevrim). Tartışmanın nereden geldiğini ele alalım.
Evrim teorisi sadece bir teoridir. "Amerikan Mirası Sözlüğü" ne göre bir teori:
Evrim, yaşamın, çeşitli biçimlerde, Dünya'da nasıl ortaya çıktığını açıklamaya çalışan bir ilkeler dizisidir. Evrim teorisi, bakterileri ve sivrisinekleri neden antibiyotiklere ve böcek öldürücülere dirençli hale getirdiğimizi açıklamakta başarılı olur. Ayrıca, X-ışını maruziyetinin meyve sineklerinde binlerce mutasyona yol açacağını da başarılı bir şekilde tahmin etti.
Birçok teori devam eden çalışmalardır ve evrim bunlardan biridir. Evrim teorisinin şu anda cevaplayamayacağı bazı büyük sorular var. Bu sıra dışı değil. Newton fiziği yüzlerce yıldır gerçekten iyi çalıştı ve bugün birçok sorun için hala iyi çalışıyor. Bununla birlikte, Einstein'ın ve onun rölativite kuramlarının sonunda cevapladığı birçok şeyi açıklamıyor. İnsanlar, açıklanamayanları açıklamak için yeni teoriler yaratıyor ve mevcut olanları değiştiriyor.
Hala çözülmemiş olan açık soruları yanıtlarken, evrim teorisi ya tamamlanacak ya da doğada gördüğümüz fenomeni daha iyi açıklayan yeni bir teori ile yer değiştirecektir. Bilimsel süreç böyle işliyor.
Şu andaki evrim teorisi hakkında sorulan üç genel soru:
Şimdi bu bölümlerin her birine aşağıdaki bölümlerde kısaca bakalım.
Evrim teorisi, DNA ipliklerinin nasıl değiştiğini açıklar. Bir X ışını, kozmik ışın, kimyasal reaksiyon veya benzer bir mekanizma, bir mutasyon oluşturmak için DNA zincirindeki bir baz çiftini değiştirebilir ve bu modifikasyon, yeni bir protein veya enzimin yaratılmasına yol açabilir.
Evrim teorisi, bu mutasyonların milyarlarcaunun bugün gördüğümüz tüm yaşam formlarını yarattığını ileri sürmektedir. İlk kendiliğinden çoğalan bir molekül kendiliğinden oluşur. Tek hücreli organizmalara dönüştü. Bunlar balıklar gibi omurgalılara dönüşen çok hücreli organizmalara dönüştüler. Bu süreçte, DNA yapıları, bakterilerde bulunan aseksüel tek iplikçik formatından günümüzün tüm yüksek yaşam formlarında bulunan çift iplikli kromozomal formatta evrildi. Kromozomların sayısı da çoğaldı. Örneğin, meyve sineklerinin beş kromozomu vardır, fareler 20, insanların 23'ü ve köpekleri 39'dur.
Evrimin mutasyon mekanizması, bir genomun büyümesinin nasıl mümkün olduğunu açıklamıyor. Nasıl olabilir nokta mutasyonları yeni kromozomlar yaratın veya DNA ipliği uzatın mı? Köpeklerdeki tüm seçici üremede temel köpek genomunda bir değişiklik olmadığı dikkat çekicidir. Bütün köpek ırkları hala birbirleriyle çiftleşebilirler. İnsanlar köpeğin DNA'sında herhangi bir artış görmemişlerdir, ancak farklı cinsleri oluşturmak için mevcut köpek gen havuzundan farklı genleri seçmişlerdir.
Bu alanda bir araştırma alanı üzerinde duruluyor transpozonlarveya "tek kullanımlık elementler" olarak da anılıratlama genleri"Bir transpozon, kendisini bir kromozomdan diğerine taşıyabilen veya kopyalayabilen bir gendir." Hücrenin Moleküler Biyolojisi "kitabı şöyle der:
Başka bir araştırma alanı içerir polyploidy. Poliploidi süreci boyunca, toplam kromozom sayısı ikiye katlanabilir veya tek bir kromozom kendini çoğaltabilir. Bu süreç bitkilerde oldukça yaygındır ve bazı bitkilerin neden 100 kadar kromozoma sahip olabileceğini açıklar.
Bu alandaki araştırmaların miktarı gerçekten dikkat çekicidir ve bilim adamlarına DNA hakkında inanılmaz şeyler öğretmektir. Aşağıdaki linkler size bu araştırmanın bir zevkini sunar ve bu konular hakkında daha fazla bilgi edinmek isterseniz ilginçtir:
Çok büyük bir kafes oluşturduğunuzu ve bir grup fareyi içine aldığınızı düşünün. Farelerin rahatsız etmeden özgürce bu kafeste yaşar ve ürerler. Beş yıl sonra geri dönüp bu kafese bakacak olursan, fareleri bulursun. Beş yıllık yetiştirme, o kafesteki farelerde hiçbir değişikliğe yol açmazdı - farkedilemez bir şekilde evrimleşmezlerdi. Kafeyi yüz yıl boyunca yalnız bırakabilir ve tekrar bakabilir ve kafesteki şey farelerdir. Birkaç yüz yıl sonra kafese bakıp 15 yeni türü değil fareleri bulursun.
Asıl nokta, evrimin genel olarak çok yavaş bir süreç olmasıdır. İki fare doğduğunda, yavru bir faredir. Bu yavrular doğduğunda, yavruları bir faredir. Bu yavrular doğduğunda… Ve süreç devam eder. Nokta mutasyonları, bu gerçeği kısa mesafeye göre önemli bir şekilde değiştirmez.
Carl Sagan, "Eden'in Ejderhaları" nda şöyle yazdı:Evrimsel veya genetik değişim için zaman ölçeği çok uzundur. Bir ileri türün diğerinden ortaya çıkması için karakteristik bir dönem belki de yüz bin yıl; ve çok yakından ilişkili türler arasındaki davranış farkı - yani, aslanlar ve kaplanlar - çok iyi görünmüyor. İnsanlarda organ sistemlerinin yeni evrimi örneği ayak parmaklarımızdır. Büyük ayak, yürürken dengede önemli bir rol oynar; diğer ayak parmakları daha az belirgin bir faydaya sahiptir. Onlar açıkça, arboreal maymunlar ve maymunlar gibi, kavramak ve sallanmak için parmak benzeri uzantılardan evrimleşmişlerdir. Bu evrim bir respecialization - Bir ordunun adaptasyonu, bir işlev için diğerine ve evrimleşmesine yaklaşık on milyon yıl önce ihtiyaç duyan farklı bir işlevdir. Evrimsel veya genetik değişim için zaman ölçeği çok uzundur. Bir ileri türün diğerinden ortaya çıkması için karakteristik bir dönem belki de yüz bin yıl; ve çok yakından ilişkili türler arasındaki davranış farkı - yani, aslanlar ve kaplanlar - çok iyi görünmüyor. İnsanlarda organ sistemlerinin yeni evrimi örneği ayak parmaklarımızdır. Büyük ayak, yürürken dengede önemli bir rol oynar; diğer ayak parmakları daha az belirgin bir faydaya sahiptir. Onlar açıkça, arboreal maymunlar ve maymunlar gibi, kavramak ve sallanmak için parmak benzeri uzantılardan evrimleşmişlerdir. Bu evrim bir respecialization - Bir ordunun adaptasyonu, bir işlev için diğerine ve evrimleşmesine yaklaşık on milyon yıl önce ihtiyaç duyan farklı bir işlevdir.
Mevcut yapılarda nispeten küçük değişiklikler yapmak için 100.000 veya 10 milyon yıl evrimi alması, evrimin gerçekten ne kadar yavaş olduğunu gösteriyor. Yeni bir türün oluşturulması zaman alıcıdır.
Öte yandan, evrimin yeni bir tür yaratmak için çok hızlı hareket edebileceğini biliyoruz. Evrim hızının bir örneği, memelilerin yaptığı ilerlemeyi içerir. Muhtemelen 65 milyon yıl önce, tüm dinozorların aniden öldüğünü duymuşsunuzdur. Bu büyük yok oluş için bir teori, bir asteroid saldırısıdır. Dinozorlar için, asteroid grevi günü kötü bir şeydi, ama memeliler için iyi bir gündü. Dinozorların ortadan kaybolması çoğu yırtıcı hayvanın oyun alanını temizledi. Memeliler gelişmeye ve farklılaşmaya başladı.
65 milyon yıl önce, memeliler bugün olduklarından çok daha basitti. Zamanın temsili memelisi, bugünkü opossuma benzeyen küçük, dört ayaklı bir yaratık olan Didelphodon türüydi.
65 milyon yılda, evrim teorisine göre, bugün gördüğümüz her memeli (4.000'den fazla tür), Didelphodon gibi küçük, dört ayaklı yaratıklardan evrildi. Rastgele mutasyonlar ve doğal seleksiyon yoluyla, evrim, bu mütevazi başlangıç noktasından çarpıcı çeşitliliğe sahip memelileri üretmiştir:
Evrim, birkaç gram ağırlığındaki, yaklaşık 100 feet (30.5 m) uzunluğunda mavi bir balinaya