Ewolucja (biologia)

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Ujednoznacznienie Ten artykuł dotyczy ewolucji biologicznej. Zobacz też: inne znaczenia tego słowa.

Ewolucja (łac. evolutio – rozwinięcie, rozwój) – ciągły proces, polegający na stopniowych zmianach cech gatunkowych kolejnych pokoleń wskutek eliminacji przez dobór naturalny lub sztuczny części osobników (genotypów) z bieżącej populacji. Wraz z nowymi mutacjami wpływa to w sposób ciągły na bieżącą pulę genową populacji, a przez to w każdym momencie kształtuje jej przeciętny fenotyp. Zależnie od siły doboru oraz szybkości wymiany pokoleń, po krótszym lub dłuższym czasie, w stosunku do stanu populacji wyjściowej powstają tak duże różnice, że można mówić o odrębnych gatunkach.

Przebieg i mechanizm procesu ewolucji opisywany jest przez teorię ewolucji, udokumentowaną obserwacjami wywodzącymi się z paleontologii, biochemii, biologii molekularnej, genetyki, anatomii porównawczej, embriologii i biogeografii. Teoria ta wyjaśnia mechanizmy powstawania nowych gatunków i przyczyny różnorodności form biologicznych, a zarazem ich jedność, objawiającą się chociażby w powszechności występowania kwasów nukleinowych.

Różne znaczenia terminu ewolucja w biologii[edytuj | edytuj kod]

W biologii i naukach przyrodniczych terminu "ewolucja" często odnosi się do kilku pojęć związanych z procesem ewolucji:

  • procesu ewolucji jako takiego.
  • teorii ewolucji – teorii naukowej opisującej mechanizmy procesu ewolucji. Jedną z teorii ewolucji jest na przykład syntetyczna teoria ewolucji nazywana także neodarwinizmem, która wywodzi się od teorii zaproponowanej przez Karola Darwina w książce O powstawaniu gatunków i niezależnie przez Alfreda R. Wallace'a, włączając późniejsze odkrycia (głównie z dziedziny genetyki i ekologii). Poza syntetyczną teorią ewolucji dawniej i współcześnie sformułowane zostały inne teorie ewolucji (zob. np. symbiogeneza Lynn Margulis). Teorie ewolucji, mimo różnic w opisywaniu mechanizmów procesu ewolucji biologicznej, przyjmują proces ewolucji za fakt (lub założenie niewymagające dowodzenia).

Często spotyka się również terminy mikroewolucja oraz makroewolucja. Terminem "mikroewolucja" określa się współcześnie obserwowane zmiany ewolucyjne, podczas gdy termin makroewolucja określa historię procesu ewolucji w geologicznej skali czasu. Należy jednak pamiętać, że mikro- i makroewolucja są jednym i tym samym procesem, obserwowanym w różnych skalach czasowych.

Zmienność a dziedziczenie[edytuj | edytuj kod]

U podłoża ewolucji znajduje się zmienność, czasami utożsamiana wyłącznie ze zmiennością genów. Geny są podstawą dziedziczności, nowy organizm otrzymuje z reguły po połowie genów od swoich rodziców. Proces dziedziczenia genów wyjaśnia więc, dlaczego potomstwo jest podobne do rodziców. To że różne osobniki wyglądają nieco inaczej jest spowodowane istnieniem różnych wersji genów determinujących dane cechy.

Pewne grupy osobników (populacje) charakteryzuje przewaga pewnych cech (np. Skandynawowie mają często włosy blond, podczas gdy jasne włosy są cechą rzadko występującą w Azji). Jest to spowodowane różnicami w allelach i różnym udziale poszczególnych alleli w danej populacji. Z pokolenia na pokolenie częstość występowania danych alleli (a co za tym idzie – determinowanej przez nie cechy) może podlegać zmianom. Zmiana częstości występowania poszczególnych alleli jest jednym z czynników ewolucji biologicznej.

W przypadków braku stymulacji zmiany takie będą wynikiem losowych zdarzeń. Taki przebieg ewolucji nazywamy ewolucją neutralną. Niekiedy pewne allele mogą warunkować cechy, które będą korzystniejsze w pewnych warunkach środowiska niż cechy determinowane przez inne allele. Na przykład futro jest korzystniejsze w zimnym klimacie, gdyż zmniejsza straty ciepła i dostarcza zapasu kalorii. W gorącym klimacie natomiast będzie utrudniać chłodzenie organizmu. Takie różnice spowodują selektywną eliminację osobników o cechach mniej korzystnych, a co za tym idzie zmniejszenie się częstości warunkującego allelu, czasem aż do całkowitej jego eliminacji. Nawet jeśli różnice w przeżywalności są minimalne, eliminacja allelu niekorzystnego zachodzi stosunkowo szybko, dzięki zjawisku kumulacji, podobnie jak w przypadku oszczędzania z procentem składanym. Taką ukierunkowaną zmianę częstości alleli nazywamy doborem. Dobór jest odpowiedzialny za przystosowanie organizmów do środowiska.

Ewolucja molekularna[edytuj | edytuj kod]

Information icon.svg Osobny artykuł: ewolucja molekularna.

Przyjęło się postrzegać ewolucję w skali całych organizmów lub populacji. Jednak wszystkie zmiany obserwowalne w procesie ewolucji mają podłoże molekularne. Mutacje w genach mogą wyrazić się w nowym fenotypie.

Naturalne mutacje są losowe i mogą nastąpić w dowolnym miejscu DNA. Nie tylko mutacje w DNA kodującym białka są istotne. Jeśli przyjrzeć się genomowi ludzkiemu, to tylko mała część (1,5%) koduje białka. Pozostała reszta to m.in. introny, sekwencje powtórzone, oraz tzw. geny RNA – sekwencje kodujące RNA nie ulegające translacji do białek, ale dziedziczone tak jak sekwencje genów kodujących białka. Do tych genów RNA zalicza się sekwencje kodujące tRNA, rRNA, miRNA. Przykładem jest sekwencja DNA kodująca RNA, który dzięki mutacjom specyficznym dla człowieka przyjmuje stabilniejszą niż u innych ssaków, drugorzędową strukturę cząsteczki. Ta specyficzna dla człowieka cząsteczka RNA (HAR1) pełni ważną funkcję w rozwoju kory mózgowej[1].

Teoria ewolucji[edytuj | edytuj kod]

Biochemiczną podstawą dziedziczenia są cząsteczki DNA

Teoria ewolucji wyjaśnia mechanizm i przebieg procesu ewolucji biologicznej. Według współczesnej teorii ewolucji główne czynniki wpływające na ewolucję to[potrzebne źródło]:

  • Dziedziczność – organizmy dziedziczą cechy swoich przodków, zgodnie z zasadami genetyki.
  • Zmienność – proces dziedziczności nie jest absolutnie dokładny i wprowadza przypadkowe zmiany zwane mutacjami. Dodatkowymi źródłami zmienności są rekombinacja i poziomy transfer genów.
  • Ograniczone zasoby – organizmy muszą konkurować o te same zasoby środowiska
  • Dostosowanie [ang. fitness] – pewne cechy ułatwiają konkurencję o zasoby, są korzystniejsze w danych warunkach środowiska niż inne cechy.
  • Różnicowa przeżywalność – osobniki bardziej dostosowane mają większe szanse przeżycia i wydania na świat potomstwa niż osobniki mniej dostosowane.

Wnioskiem wypływającym z tych założeń jest konieczność zmiany częstości występowania genów w populacji – taka, że geny (allele) warunkujące korzystniejsze cechy zwiększą swoje występowanie. Formalnie proces ewolucji jest opisany w sposób dokładny i zupełny równaniem Price'a.

Mechanizmy ewolucji[edytuj | edytuj kod]

Mechanizmami ewolucji określa się procesy prowadzące do zmiany częstości alleli w populacji. Najogólniej można wyróżnić dwa typy mechanizmów ewolucji:

  • mechanizmy ukierunkowane zwane doborem [ang. selection], gdzie kierunek ewolucji jest określony koniecznością wynikającą z dostosowania fenotypu;
  • mechanizmy neutralne, o całkowicie losowym podłożu, zwane ogólnie ewolucją neutralną.

Mechanizmy ukierunkowane – dobór[edytuj | edytuj kod]

Dobór naturalny
Mechanizm ewolucji zaproponowany oryginalnie przez Karola Darwina i Alfreda R. Wallace'a jako logiczna konsekwencja założeń ewolucji. Dobór naturalny polega na tym, że osobniki lepiej dostosowane pożyją dłużej i wydadzą więcej potomstwa niż osobniki mniej dostosowane, w konsekwencji zwiększając udział genów warunkujących cechy korzystne w puli genowej populacji. Dobór naturalny jest głównym mechanizmem odpowiedzialnym za proces adaptacji ewolucyjnej.
Rezultat doboru sztucznego: mieszaniec chihuahua i dog niemiecki
Dobór sztuczny
W doborze sztucznym źródłem selekcji jest subiektywna ocena człowieka, który rozmnaża i krzyżuje według swojego uznania pożyteczne dla niego organizmy. Dobór sztuczny zwykle produkuje osobniki o cechach nieprzydatnych w warunkach naturalnych. Został zauważony przez Karola Darwina, choć nieświadomie był stosowany przez tysiąclecia we wszystkich kulturach ludzkich. Współczesne rośliny uprawne oraz udomowione zwierzęta są przykładem działania doboru sztucznego.
Darwin wskazywał, że preferowanie przez samice konkurentów z dłuższymi ogonami, mogło doprowadzić do rozwoju tej cechy u pawi
Dobór płciowy
Jest szczególnym przypadkiem doboru naturalnego, gdzie o dostosowaniu decyduje postrzegana atrakcyjność dla płci przeciwnej. Dobór płciowy został zaproponowany przez Karola Darwina jako wytłumaczenie pochodzenia ekstrawaganckich i kosztownych cech u organizmów żywych takich jak pawi ogon. Potwierdzenie eksperymentalne doboru płciowego i faktu, że opiera się on na preferencjach partnera seksualnego, było niezwykle trudne i udało się dopiero w roku 1982[2].
Dobór krewniaczy
wyjaśnia pochodzenie zachowań altruistycznych w stosunku do osobników spokrewnionych. Częstość allelu w populacji może wzrosnąć, jeśli organizm-nosiciel danego allelu pomaga swoim krewnym. Prawdopodobieństwo posiadania takich samych genów (alleli) jest tym większe, im bliższe jest pokrewieństwo między osobnikami. Dobór krewniaczy wprawdzie został oryginalnie zaproponowany przez Karola Darwina jako wytłumaczenie istnienia sterylnych kast u owadów, lecz ogólną akceptację zyskał dopiero dzięki przełomowym pracom Williama D. Hamiltona. Przykładem efektów działania doboru krewniaczego są m.in. troska o potomstwo, niepłodne kasty u organizmów społecznych, powstrzymywanie agresji wobec osobników spokrewnionych.

Mechanizmy neutralne[edytuj | edytuj kod]

Neutralne mechanizmy ewolucji, zostały po raz pierwszy zaproponowane przez Motoo Kimurę w jego neutralnej teorii ewolucji. Kimura wykazał, że allel który jest całkowicie neutralny ze względu na selekcję, tzn. nie niesie żadnej korzyści ani nie jest szkodliwy, może zdominować populację w wyniku całkowicie losowego procesu. Uważa się, że większość mutacji ma charakter neutralny. Neutralna teoria ewolucji jest zgodna z założeniami teorii ewolucji i jako taka stanowi część Syntetycznej Teorii Ewolucji.

Dryf genetyczny
Jest podstawowym procesem neutralnej ewolucji. Istotą dryfu genetycznego są fluktuacje częstości neutralnego allelu. Szybkość eliminacji, oraz szybkość fiksacji allelu w populacji zależy od jej rozmiaru. Im mniejsza populacja, tym szybciej allel ulegnie eliminacji bądź zdominuje populację.
Efekt założyciela
jest szczególnym przypadkiem dryfu genetycznego, związanego z przejściową, drastyczną redukcją liczby osobników w populacji wskutek migracji niewielkiej liczby osobników na izolowaną wyspę. Przypadek spowoduje, że taka populacja będzie miała drastycznie odmienną i zubożoną pulę genetyczną w stosunku do populacji wyjściowej.
Efekt wąskiego gardła (ang. bottleneck)
powstaje w wyniku katastrofy

Różnica między efektem założyciela, a efektem wąskiego gardła polega na tym, że w pierwszym wypadku obok pierwotnej populacji powstaje nowa populacja, a wskutek wąskiego gardła zmianie ulega cała populacja.

Przepływ genów
Częstość alleli w populacji może się również zmienić wskutek przepływu genów na skutek migracji osobników z i do populacji wyjściowej.

Powstawanie gatunków[edytuj | edytuj kod]

Information icon.svg Osobny artykuł: powstawanie gatunków.

Z ewolucją związane jest zagadnienie powstawania nowych gatunków czyli procesu specjacji.

Nowy gatunek powstaje na skutek powstania bariery reprodukcyjnej pomiędzy wyjściowymi populacjami. Jeśli bariera ma charakter geograficzny mówimy o specjacji allopatrycznej.

Jeśli wyjściowe populacje współwystępują w tym samym środowisku, mówi się o specjacji sympatrycznej, gdzie bariera reprodukcyjna może mieć charakter zapobiegający parzeniu się osobników (bariera pregamiczna), bądź też uniemożliwiający rozwój prawidłowego organizmu z zygoty (bariera postgamiczna). W przypadku specjacji sympatrycznej bariera nie musi być kompletna. Dobór naturalny może wzmocnić barierę, ponieważ osobniki, które nie marnują czasu na produkcję hybryd o obniżonej płodności/przeżywalności będą bardziej dostosowane. Jeśli bariera ma charakter ekologiczny (np. różne okresy aktywności) czasami używa się terminu specjacja parapatryczna.

Szczególnym przypadkiem specjacji sympatrycznej jest specjacja przez hybrydyzację. Jeśli u hybrydy międzygatunkowej nastąpi spontaniczne podwojenie liczby chromosomów, to może one uzyskać zdolność do rozmnażania oraz natychmiastową izolację postgamiczną od gatunków wyjściowych. Ponieważ przebieg takiej specjacji jest szczególnie dramatyczny i powtarzalny eksperymentalnie, jest to najczęściej obserwowany typ specjacji.

Po utworzeniu się bariery nowo powstałe gatunki, mając odrębne historie, nagromadzają niezależne zmiany w puli genowej. Pojęcie specjacji jest związane z tzw. biologiczną definicją gatunku, wprowadzoną do biologii przez Ernsta Mayra. Ponieważ definicja ta dotyczy tylko organizmów rozmnażających się płciowo dokumentacja specjacji wśród organizmów rozmnażających się bezpłciowo jest problematyczna.

Teoria wspólnego przodka[edytuj | edytuj kod]

Information icon.svg Osobny artykuł: teoria wspólnego przodka.

Hipoteza wspólnego przodka (ang. universal common descent), oryginalnie zaproponowana przez Karola Darwina, stanowi, że wszystkie organizmy żywe na Ziemi wywodzą się od wspólnego przodka. Hipotezę tę obecnie uważa się za dobrze popartą obserwacjami. Głównymi faktami przemawiającymi na korzyść tej hipotezy są: uniwersalność kodu genetycznego, jednolitość mechanizmów biochemicznych oraz uniwersalne drzewo filogenetyczne zrekonstruowane z danych molekularnych.

Prawdziwość ewolucji[edytuj | edytuj kod]

W ciągu przeszło 150 lat które upłynęły od publikacji dzieła Darwina, teoria ewolucji została udokumentowana licznymi obserwacjami. Obecnie większość naukowców[3] nie podważa prawdziwości ewolucji, dyskutowane są jednakże różne jej teorie i mechanizmy. Według licznych poglądów syntetyczna teoria ewolucji najlepiej tłumaczy przebieg procesów ewolucji, chociaż sama teoria podlega ciągłemu procesowi rozwojowemu.

Mechanizm molekularny zmian morfologicznych w ewolucji cierników (Gasterosteus aculeatus). A, C. Schematyczny rysunek formy morskiej i słodkowodnej ciernika, widok od strony brzusznej. Zaznaczone struktury pasa barkowego (kolor żółty) i miednicowego (niebieski). Forma słodkowodna ma zredukowane kolce odbytowe i struktury pasa miednicowego w porównaniu do formy morskiej. Pas barkowy pozostaje bez zmian. B, D. Schematyczny rysunek fragmentu genomu ciernika zawierający gen Pitx1. Kolorem czarnym zaznaczona jest nić DNA; kolorem lazurowym sekwencje regulatorowe odpowiadające za ekspresję Pitx1 w wymienionych strukturach; kolorem czerwonym sekwencja kodująca genu Pitx1. Przyczyną redukcji pasa miednicowego u cierników słodkowodnych jest mutacja w jednym z enhancerów (kolor niebieski) genu Pitx1 (kolor czerwony), powodująca brak ekspresji genu Pitx1 w zawiązkach płetwy odbytowej w okresie embrionalnym. Płetwy odbytowe, u cierników przekształcone w kolce, są strukturami homologicznymi z tylnymi kończynami innych kręgowców. Gen Pitx1 warunkuje różnice strukturalne pomiędzy przednimi i tylnymi kończynami kręgowców. U formy słodkowodnej zauważalna jest asymetria zredukowanych kolców, kolec po lewej stronie jest nieco większy. Spowodowane jest to efektem genu Pitx2, którego produkt jest zbliżony do białka Pitx1. W odróżnieniu od Pitx1 gen Pitx2 ulega ekspresji tylko w lewej części ciała, normalnie warunkując asymetryczne położenie narządów, na przykład serca po lewej stronie. W przypadku cierników słodkowodnych, jego słaby efekt powoduje silniejsze rozwinięcie kolców po lewej stronie ciała. Rysunek na podstawie pracy zespołu Davida Kingsleya z Uniwersytetu Stanforda[4]

Obserwacje specjacji[edytuj | edytuj kod]

Specjacja sympatryczna
  • Macnair udokumentował powstanie bariery reprodukcyjnej u kroplika żółtego (Mimulus guttatus) pod wpływem naturalnej selekcji na tolerancję wysokiego stężenia jonów miedzi w glebie. Plejotropowym efektem odporności na miedź jest bardzo niska żywotność hybryd pomiędzy rasą odporną a typem dzikim[5].
  • Specjacja sympatryczna nasionnicy jabłoniowej (Rhagoletis pomonella). Nasionnica naturalnie występuje na terenie Ameryki Północnej jako pasożyt głogu. Po wprowadzeniu upraw drzew owocowych przez osadników niektóre nasionnice zaczęły atakować najpierw jabłonie, a z czasem również grusze, wiśnie i róże. Obecnie specjalizacja ta jest na tyle posunięta, że występuje częściowa bariera reprodukcyjna pomiędzy tymi formami[6][7][8].
Specjacja allopatryczna
  • Udokumentowano proces specjacji allopatrycznej w populacjach wójcika Phylloscopus trochiloides w Azji Zachodniej. Dwie populacje wójcika w Syberii Centralnej nie krzyżują się, połączone są jednak wąskim pasem mieszańców poprzez Wyżynę Tybetańską. Tworzą więc tzw. gatunek pierścieniowy[9].
  • Udokumentowano zachodzący proces wzmocnienia bariery reprodukcyjnej pomiędzy formami modraszków (Agrodiaetus), które powstały w wyniku procesu specjacji allopatrycznej[10].
Specjacja przez hybrydyzację
  • Klasycznym przykładem jest powstanie nowego gatunku pierwiosnka (Primula kewensis) w wyniku eksperymentalnej hybrydyzacji Primula verticillata oraz P. floribunda w ogrodzie botanicznym Kew pod Londynem[11].
Specjacja przez poliploidyzację
  • Hugo de Vries, pionier genetyki, zaobserwował podczas swoich badań nad wiesiołkiem (Oenothera lamarckiana) osobniki o podwojonej liczbie chromosomów. Osobniki te nie krzyżowały się z populacją wyjściową. De Vries nazwał tą odmianę Oenothera gigas[12].
Eksperymentalna specjacja
  • Eksperymentalna specjacja była wielokrotnie obserwowana w warunkach laboratoryjnych, w szczególności w laboratoryjnych populacjach muszek owocowych (Drosophila). Np. Dobhzansky zaobserwował przypadek spontanicznej postgamicznej bariery rozrodczej w populacji Drosophila paulistorum i w kilka lat później pojawienie się zdolności do rozpoznawania własnego gatunku w tej populacji[13].

Dokumentacja mechanizmów ewolucyjnych[edytuj | edytuj kod]

Dobór naturalny
  • Proces doboru obserwowany był wielokrotnie w kontrolowanych eksperymentach laboratoryjnych. Klasyczne badania w tym kierunku przeprowadzone były przez Dobzhansky'ego.[potrzebne źródło]
  • Jedną z pierwszych obserwacji działania doboru naturalnego w przyrodzie były prace H.B.D. Kettlewella nad rozprzestrzenianiem się melanistycznych form w populacjach ćmy krępaka nabrzozaka (Biston betularia) na obszarach zanieczyszczonych przemysłowo w Anglii. Kettlewell udokumentował między innymi, że ciemne ubarwienie formy melanistycznej jest dziedziczne (konieczny warunek dla ewolucji) oraz, że forma melanistyczna jest mniej narażona na ataki ze strony ptaków w obszarach zmienionych przemysłowo, gdzie zaniknęła pokrywa porostowa na drzewach (warunek konieczny dla doboru naturalnego).
Dobór płciowy
  • W swojej klasycznej pracy, Malte Andersson, wykazał istnienie wyboru dokonywanego przez samicę na drugorzędowe cechy samca, dokumentując tym samym zachodzenie doboru płciowego. Poprzez eksperymentalną manipulację długości piór ogonowych samców wikłacza olbrzymiego (Euplectes progne), ptaków z rodziny wikłaczowatych, Andersson udokumentował, że osobniki z dłuższymi piórami mają większe szanse na zdobycie samicy[2].

Powstanie nowych cech[edytuj | edytuj kod]

Nylonaza

Nylon jest polimerem z grupy poliamidów, nie mający swojego odpowiednika w przyrodzie. Po kilkudziesięciu latach od rozpoczęcia przemysłowej syntezy nylonu, w ściekach fabryk odkryto szczepy bakterii z rodzajów Flavobacter i Pseudomonas zdolne do wzrostu na oligomerach nylonu, jako jedynym źródle węgla i azotu. Susumu Ohno zidentyfikował, że przyczyną zdolności do wykorzystania nylonu jako źródła pokarmu był zupełnie nowy gen, który powstał w wyniku mutacji zmiany ramki odczytu w genie uprzednio kodującym repetytywny peptyd zasadowy[14].

Dyskretna natura dziedziczności[edytuj | edytuj kod]

W czasach Darwina nie znano mechanizmów dziedziczności i zakładano, że ma ona charakter ciągły. Była to tzw. hipoteza mieszania krwi, która stanowiła, w przybliżeniu, że cechy organizmu są uśrednieniem cech rodziców. Jak nietrudno zauważyć, przy takim mechanizmie dziedziczności proces ewolucji byłby praktycznie niemożliwy, gdyż każda korzystna cecha uległaby rozcieńczeniu w populacji. Teoria ewolucji przewidywała dyskretną naturę dziedziczności, inaczej byłaby błędna. Darwin dostrzegał ten problem, lecz nie potrafił go rozwiązać. Pierwszym eksperymentalnym potwierdzeniem tej tezy były obserwacje Gregora Mendla nad mechanizmami dziedziczności, przeszły one jednak bez echa i na ich ponowne odkrycie trzeba było czekać aż do początku XX w. Krytykę mieszania krwi i znaczenia praw Mendla dla mechanizmów ewolucji przedstawił Ronald Fisher.

Inne pojęcia związane z ewolucją[edytuj | edytuj kod]

Dobór grupowy
Idea doboru grupowego proponuje, że allele mogą ulec rozpowszechnieniu jeśli działają na korzyść grupy (dobro gatunku), pomimo ich szkodliwości dla osobnika. Hipoteza ta została spopularyzowana przez V.C. Wynne-Edwardsa. W swej naiwnej formie odwołującej się do dobra gatunku jest zdyskredytowana. Istnienie mechanizmów przypominających ideę doboru grupowego jest kontrowersyjne.
Prawa ewolucji
Pod pojęciem praw ewolucji rozumie się pewne obserwowane trendy lub prawidłowości procesu ewolucji. Termin ten obecnie wydaje się być już nieco przestarzały, zwłaszcza, że te prawidłowości mają charakter opisowy i pełne są wyjątków. Większość praw ewolucji wynika z podobnych presji selekcyjnych działających na osobniki w populacjach różnych gatunków. Tak więc prawa ewolucji są manifestacją zjawiska konwergencji cech. Przykładem prawa ewolucji jest prawo Allena: osobniki podobnych organizmów ciepłokrwistych stają się większe, zaś ich kończyny krótsze, w miarę jak spada średnia temperatura na szerokościach geograficznych, w których występują. Jak nietrudno zauważyć prawo to odzwierciedla presję selekcyjną środowiska na minimalizację strat energii cieplnej. W przeszłości za jedno z praw ewolucji uważano teorię rekapitulacji jako tzw. prawo biogenetyczne), które jednak w pierwotnej postaci okazało się błędne.

Historyczne teorie ewolucji[edytuj | edytuj kod]

Teorie ewolucji powstawały na przestrzeni wielu dziesięcioleci. Różnice między teoriami wynikają z jednej strony z ówczesnego stanu wiedzy biologicznej (np. poznanie mechanizmów dziedziczenia) jak i przypisywaniu głównego znaczenia w mechanizmach ewolucji różnym czynnikom. Teorie ewolucji próbują wyjaśnić zmienność przyrody (np. gatunków) w czasie, przeciwstawiając wizji niezmienności i stałości gatunków (przyrody) w czasie.

Za ewolucję biologiczną uznaje się (lub uznawało w przeszłości) proces zmian organizmów w czasie, prowadzący do powstawania gatunków (ale także innych jednostek biologicznych, np. ekosystemu). Definicja ta, jakkolwiek poprawna, ma charakter opisowy i nie wskazuje na główny czynnik odpowiedzialny za ewolucję. Potocznie samo słowo ewolucja jest rozumiane jako ciągły proces zmian, dlatego jest pojęciem o wiele szerszym niż rozumienie słowa ewolucja w naukach przyrodniczych.

Information icon.svg Osobny artykuł: historia myśli ewolucyjnej.

Proces ewolucji został już zauważony w XVIII w. Jedną z pierwszych hipotez próbujących wyjaśnić informację zawartą w materiale kopalnym był katastrofizm. Hipoteza katastrofizmu głosiła, że Ziemię w przeszłości nawiedzały katastrofy, zupełnie niszczące życie, a potężna istota stwarzała nowe formy. Głównym proponentem katastrofizmu był Georges Cuvier.

W XIX wieku pojawia się transformizm. Pierwszą teorią, która otwarcie proponowała mechanizm przemiany jednych form biologicznych w drugie, i łączyła je ze zjawiskiem adaptacji, była teoria Lamarcka. W skrócie, teoria ta proponowała esencjalistyczną ideę, że organizmy przekształcają się wskutek używania bądź nieużywania narządów i chęci czy też wewnętrznej siły motywującej ich do ich używania. Zakładała też dziedziczenie cech nabytych.

Inną hipotezą wyjaśniającą teorię ewolucji była ortogeneza głosząca, że formy żywe mają wewnętrzny pęd ku rozwojowi do coraz doskonalszych form. Ortogeneza zainspirowana była wczesną analizą skamieniałości, które sugerowały prostoliniowy i jednokierunkowy charakter ewolucji. Proponentami ortogenezy byli między innymi niemiecki zoolog Theodor Eimer i francuski filozof Henri Bergson.

Stanowiska wobec teorii ewolucji[edytuj | edytuj kod]

Teoria ewolucji zaburzyła pewne status quo w świadomości społecznej. Pomimo rzetelnej dokumentacji stała się obiektem krytyki, ataków i dezinformacji, głównie ze strony środowisk religijnych[potrzebne źródło], które zaprzeczają, że człowiek jest częścią natury.

Dokumentacja teorii ewolucji nie była dostępna w XIX wieku i dlatego była wtedy ona krytykowana, ale obecnie większość tamtych argumentów jest nieaktualna.

Powstał również spór dotyczący roli kultury i roli biologii w zachowaniach ludzkich (etologia) i wzajemnych ewentualnych powiązań (koewolucja genetyczno-kulturowa).

Stanowisko Kościoła katolickiego[edytuj | edytuj kod]

Oficjalne stanowisko Kościoła katolickiego zostało wyrażone po raz pierwszy w encyklice Humani generis (1950) Piusa XII, który napisał, że "nie ma sprzeczności między ewolucją a nauką wiary o człowieku i jego powołaniu, pod warunkiem, że nie zagubi się pewnych niezmiennych prawd" uznając teorię ewolucji "za poważną hipotezę, godną rozważenia i pogłębionej refleksji na równi z hipotezą przeciwną".

W 1992 Jan Paweł II zwracając się do przedstawicieli Papieskiej Akademii Nauk zwrócił uwagę, że poprawna interpretacja Pisma Świętego wymaga stosowania ściśle określonej hermeneutyki "odrzucając bezpodstawne interpretacje, które przypisują mu to, co jest sprzeczne z jego intencjami" zaś egzegeta i teolog powinien na bieżąco śledzić najnowsze odkrycia nauki. W 1992 r. powtórzył, że "dzisiaj, prawie pół wieku po publikacji encykliki, nowe zdobycze nauki każą nam uznać, że teoria ewolucji jest czymś więcej niż hipotezą" oraz, że słuszność teorii ewolucji potwierdzają liczne, prowadzone niezależnie badania naukowe[15][16].

Podczas jednej z audiencji generalnych w 2005 roku papież Benedykt XVI powiedział "Pan poprzez Pismo Święte rozbudza uśpiony w nas rozum i mówi: na początku było stwórcze Słowo […], które stworzyło ten inteligentny projekt, jakim jest Wszechświat"[17]. Komentarze papieża zostały przywołane przez obrońców teorii inteligentnego projektu, którzy utrzymują, że wszechświat jest tak skomplikowany, że musiał być stworzony przez siłę wyższą. Zwolennicy tej koncepcji dążą w USA do wprowadzenia jej nauczania w publicznych szkołach jako część programu zajęć z nauk przyrodniczych[18]

W 2007 roku papież w komentarzu do nowego wydania książki "Kreacja i Ewolucja" ("Creation and Evolution") stwierdził, że teoria Darwina o stopniowym udoskonalaniu się form życia na Ziemi jest "nie do końca udowodniona", a także że "nauka niepotrzebnie marginalizuje poglądy na temat kreacjonizmu"[19].

Information icon.svg Osobny artykuł: Teistyczny ewolucjonizm.

Prekursorzy myśli ewolucyjnej[edytuj | edytuj kod]

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. Katherine S. Pollard et al. (2006) An RNA gene expressed during cortical development evolved rapidly in humans. Nature 443: 167–172. DOI:10.1038/nature05113.
  2. 2,0 2,1 Andersson, Malte. Female choice selects for extreme tail length in a widowbird. „Nature”. 299 (5886), s. 818-820, 1982. doi:10.1038/299818a0. 
  3. Werdykt Kitzmiller v. Dover str. 83
  4. Shapiro, Michael D., Marks, Melissa E., Peichel, Catherine L., Blackman, Benjamin K. i inni. Genetic and developmental basis of evolutionary pelvic reduction in threespine sticklebacks. „Nature”. 428 (6984), s. 717-723, 2004. doi:10.1038/nature02415. 
  5. Macnair, M. R. and P. Christie. 1983. "Reproductive isolation as a pleiotropic effect of copper tolerance in Mimulus guttatus." Heredity 50: 295-302.
  6. McPheron, Bruce A., Smith, D. Courtney, Berlocher, Stewart H.. Genetic differences between host races of Rhagoletis pomonella. „Nature”. 336 (6194), s. 64-66, 1988. doi:10.1038/336064a0. 
  7. Smith, D. Courtney. Heritable divergence of Rhagoletis pomonella host races by seasonal asynchrony. „Nature”. 336 (6194), s. 66-67, 1988. doi:10.1038/336066a0. 
  8. Feder, Jeffrey L., Chilcote, Charles A., Bush, Guy L.. Genetic differentiation between sympatric host races of the apple maggot fly Rhagoletis pomonella. „Nature”. 336 (6194), s. 61-64, 1988. doi:10.1038/336061a0. 
  9. Irwin, Darren E., Bensch, Staffan, Price, Trevor D.. Speciation in a ring. „Nature”. 409 (6818), s. 333-337, 2001. doi:10.1038/35053059. 
  10. Lukhtanov, Vladimir A., Kandul, Nikolai P., Plotkin, Joshua B., Dantchenko, Alexander V. i inni. Reinforcement of pre-zygotic isolation and karyotype evolution in Agrodiaetus butterflies. „Nature”. 436 (7049), s. 385-389, 2005. doi:10.1038/nature03704. 
  11. Digby, L.. The Cytology of Primula kewensis and of other related Primula Hybrids. „Annals of Botany”. os-26 (2), s. 357 -388, 1912. 
  12. Hugo de Vries Species and varieties, their origin by mutation. Kessinger Publishing 2004, reprint publikacji z 1905 r. ISBN 1-4191-4851-6
  13. Dobzhansky, Theodosius, Pavlovsky, Olga. Experimentally Created Incipient Species of Drosophila. „Nature”. 230 (5292), s. 289-292, 1971. doi:10.1038/230289a0. 
  14. S. Ohno. Birth of a unique enzyme from an alternative reading frame of the preexisted, internally repetitious coding sequence. „Proc Natl Acad Sci U S A”. 81 (8), s. 2421-2425, 1984. PMID 6585807. PMC:PMC345072. 
  15. Jan Paweł II: Przesłanie Ojca Świętego do członków Papieskiej Akademii Nauk. 22 października 1996.
  16. Jan Paweł II, Message to the Pontifical Academy of Sciences on Evolution
  17. Filozofia Nauki 2006, Rok XIV, Nr 1 (53), s. 107-118
  18. The Associated Press: Pope weighs in on creation controversy (ang.). MSNBC, 2005-11-11. [dostęp 2010-04-21].  Cytat: “(...) In the beginning, the creative word — this word that created everything and created this intelligent project that is the cosmos — is also love.”
    ..His comments were immediately hailed by advocates of intelligent design, who hold that the universe is so complex it must have been created by a higher power. Proponents of the concept are seeking to get public schools in the United States to teach it as part of the science curriculum.
  19. Benedykt XVI : Creation and Evolution: A Conference with Pope Benedict XVI in Castel Gandolfo w serwisie Google Books
Wikimedia Commons
Wikiquote-logo.svg
Zobacz w Wikicytatach kolekcję cytatów
o ewolucji

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]