Introdução à evolução
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| Visão global |
| Formas de vida reproduzir e, portanto, têm uma tendência a tornar-se mais numerosas. |
| A descendência difere do progenitor de forma aleatória menores. |
| Se as diferenças são úteis, a prole é mais provável de sobreviver e se reproduzir. |
| Isso significa que mais descendentes na próxima geração vai ter a diferença útil. |
| Estas diferenças acumulam resultando em mudanças dentro da população. |
| Ao longo do tempo, as populações se ramificam para se tornar novas espécies como eles se separam. |
| Este processo é responsável por muitas formas de vida diferentes do mundo. |
 . Paleontológico Árvore de Haeckel dos Vertebrados (c. 1879). A história evolutiva da espécie tem sido descrito como um " árvore ", com muitos ramos que derivam de um único tronco. Enquanto árvore de Haeckel é um pouco desatualizado, ele ilustra claramente os princípios que reconstruções modernas mais complexos podem obscurecer. |
Evolução é o processo de mudança em todas as formas de vida ao longo de gerações, e biologia evolutiva é o estudo de como ocorre a evolução. A vida evolui por meio de mutações (alterações na informação hereditária de um organismo), deriva genética (alteração aleatória na variação genética de uma população de geração a geração), e seleção natural (o processo não aleatória e gradual da variação natural pelo qual as características observáveis (como a cor dos olhos) tornam-se mais ou menos comum na população ).
Todos os indivíduos têm material hereditário sob a forma de genes que são recebidos de seus pais, em seguida, passou a seus descendentes. Entre prole há variações de genes devido à introdução de novos genes através de alterações aleatórias chamadas mutações ou através de remanejamento de existente genes durante a reprodução sexual. A descendência difere do progenitor de forma aleatória menores. Se essas diferenças são úteis, a prole é mais provável de sobreviver e se reproduzir. Isso significa que mais descendentes na próxima geração terá que diferença útil e indivíduos não terão chances iguais de sucesso reprodutivo. Desta forma, as características que resultam em organismos sendo melhor adaptado às suas condições de vida tornam-se mais comum em populações descendentes. Estas diferenças acumulam resultando em mudanças dentro da população. Este processo é responsável por muitas formas de vida diferentes do mundo.
As forças da evolução são mais evidentes quando as populações se tornam isoladas, seja através de distância geográfica ou por outros mecanismos que impedem a troca de material genético. Ao longo do tempo, populações isoladas podem se ramificam em novo espécies.
A maioria das mutações genéticas nem ajudar, mudar a aparência de, nem trazer prejuízos para os indivíduos. Através do processo de deriva genética, esses genes mutantes são classificadas entre as populações de forma neutra e sobreviver através das gerações por acaso. Em contraste com a deriva genética, seleção natural não é um processo aleatório, pois atua sobre as características que são necessárias para a sobrevivência. A seleção natural e deriva genética aleatória são partes constantes e dinâmicas de vida e ao longo do tempo isso moldou a estrutura de ramificação no árvore da vida.
A compreensão moderna da evolução começou com a publicação 1859 de Charles Darwin 's Sobre a Origem das Espécies . Além disso, O trabalho de Gregor Mendel com plantas ajudou a explicar os padrões hereditários de genética . Descobertas de fósseis em paleontologia , os avanços na genética de populações e uma rede global de investigação científica têm fornecido mais detalhes sobre os mecanismos de evolução. Os cientistas têm agora uma boa compreensão da origem de novas espécies ( especiação) e observaram o processo de especiação em laboratório e em estado selvagem. Evolução é a principal teoria de que os biólogos usam para entender a vida e é usado em muitas disciplinas, incluindo medicina , psicologia , biologia da conservação, antropologia , forense, agricultura e outros socioculturais aplicações.
Seleção Natural
No século 19, coleções de história natural e museus foram um passatempo popular. Os naturalistas de expansão e expedições navais europeus e empregados curadores de museus grandes apresentando preservada e espécimes vivos das variedades de vida. Charles Darwin era um graduado de Inglês que foi educado e treinado nas disciplinas de ciência história natural. Esses historiadores naturais iria recolher, catalogar, descrever e estudar as vastas colecções de amostras armazenadas e gerenciadas por curadores nestes museus. Charles Darwin serviu como naturalista de um navio a bordo do HMS Beagle, atribuído a uma expedição de pesquisa de cinco anos em todo o mundo. Durante sua viagem, Darwin observou e coletou uma abundância de organismos, sendo muito interessado nas diversas formas de vida ao longo das costas da América do Sul e os vizinhos Ilhas Galápagos .
Charles Darwin ganhou uma vasta experiência como ele coletou e estudou a história natural das formas de vida de lugares distantes. Através de seus estudos, Darwin formulou a idéia de que cada espécie tinha desenvolvido a partir de ancestrais com características semelhantes. Em 1838, ele descreveu como um processo chamou a selecção natural seria fazer isso acontecer.
O tamanho de uma população depende de quanto e quantos recursos são capazes de apoiá-lo. Para a população para permanecer o mesmo tamanho ano após ano, deve haver um equilíbrio, ou equilíbrio entre o tamanho da população e dos recursos disponíveis. Desde organismos produzem mais descendentes do que seu ambiente pode suportar, nem todos os indivíduos podem sobreviver fora de cada geração. Deve haver uma luta competitiva por recursos que ajudam na sobrevivência. Como resultado, Darwin percebeu que não era acaso que determinou a sobrevivência. Em vez disso, a sobrevivência de um organismo depende das diferenças de cada organismo individual, ou "traços", que ajudam ou dificultam a sobrevivência e reprodução. Indivíduos bem adaptados são propensos a deixar mais descendentes do que os seus concorrentes menos bem adaptadas. Traços que dificultam a sobrevivência ea reprodução desapareceria ao longo de gerações. Traços que ajudam um organismo sobreviver e reproduzir-se acumularia ao longo de gerações. Darwin percebeu que a capacidade desigual dos indivíduos para sobreviver e reproduzir pode causar mudanças graduais na população e usou a seleção natural termo para descrever este processo.
Observações de variações de animais e plantas formaram a base da teoria da seleção natural. Por exemplo, observou-se que Darwin orquídeas e insetos têm uma estreita relação que permite que o polinização das plantas. Ele observou que as orquídeas têm uma variedade de estruturas que atraem insetos, de modo que o pólen das flores fica preso ao corpo dos insetos. Deste modo, insectos transportar o pólen a partir de um macho de uma fêmea orquídea. Apesar de a aparência elaborada de orquídeas, estas partes são feitas de especializados as mesmas estruturas básicas que formam outras flores. Em seu livro A fertilização das orquídeas Darwin propôs que as flores da orquídea foram adaptados a partir de peças pré-existentes, através da seleção natural.
Darwin ainda estava pesquisando e experimentando com as suas ideias sobre a seleção natural, quando ele recebeu uma carta de Alfred Wallace descrevendo uma teoria muito semelhante ao seu próprio. Isso levou a uma publicação conjunta imediata de ambas as teorias. Tanto Wallace e Darwin viu a história da vida como um árvore de família, com cada garfo em membros da árvore sendo um ancestral comum. As pontas dos membros representados espécies modernas e os ramos representados os ancestrais comuns que são compartilhados entre muitas espécies diferentes. Para explicar essas relações, Darwin disse que todas as coisas vivas foram relacionados, e isso significava que toda a vida tem de ser descendente de algumas formas, ou mesmo de um único ancestral comum. Ele chamou isso de descendência com modificação processo.
Darwin publicou sua teoria da evolução pela seleção natural em A Origem das Espécies em 1859. Sua teoria significa que toda a vida, incluindo a humanidade, é um produto de continuar os processos naturais. A implicação de que toda a vida na Terra tem um ancestral comum reuniu-se com objecções por parte de alguns grupos religiosos. Suas objeções estão em contraste com o nível de suporte para a teoria, mais de 99 por cento das pessoas dentro do comunidade científica hoje.
A seleção natural é comumente equiparado a sobrevivência do mais apto, mas esta expressão se originou na Princípios de Herbert Spencer de Biologia em 1864, cinco anos depois de Charles Darwin publicou suas obras originais. A sobrevivência do mais apto descreve o processo de seleção natural incorretamente, porque a seleção natural não é apenas uma questão de sobrevivência e nem sempre é o mais forte que sobrevive.
A deriva genética
A deriva genética é uma causa de mudança de frequência de alelos dentro de populações de uma espécie. Os alelos diferentes são variações de genes específicos. Eles determinam coisas como cor do cabelo, tom de pele, cor dos olhos, tipo de sangue, e se você pode rolar sua língua; em outras palavras, todos os traços genéticos que variam entre pessoas. A deriva genética não introduz novos alelos de uma população, mas pode reduzir a variação dentro de uma população através da remoção de um alelo do pool genético. A deriva genética é causada por amostragem aleatória de alelos. Uma amostra aleatória é verdadeiramente uma amostra em que não há forças externas afetam o que está selecionado. É como puxar mármores do mesmo tamanho e peso, mas de cores diferentes a partir de um saco de papel marrom. Em qualquer prole, os alelos estão presentes amostras dos alelos gerações anteriores, e possibilidade desempenha um papel em saber se um indivíduo sobrevive a reproduzir e para passar uma amostra da sua geração para a frente para o outro. A frequência alélica de uma população é a razão entre as cópias de um alelo específico que partilham a mesma forma em comparação com o número de todas as formas de o alelo presente na população.
A deriva genética afeta populações menores mais do que isso afeta populações maiores.
Equilíbrio de Hardy-Weinberg
O Hardy-Weinberg princípio estabelece que uma grande população em equilíbrio de Hardy-Weinberg terá nenhuma mudança na frequência de alelos como gerações passam. É impossível para uma população de qualquer tamanho considerável para alcançar esse equilíbrio por causa dos cinco requisitos que devem ser atendidos. A população deve ser infinito em tamanho. Deve haver uma taxa de mutação de zero por cento entre as gerações, porque as mutações podem alterar alelos existentes ou criar novos. Não pode haver imigração ou emigração na população, porque as pessoas que chegam e partem diretamente mudar freqüências alélicas. Não pode haver pressões seletivas de qualquer espécie sobre a população, o que significa que nenhum indivíduo é mais provável do que qualquer outro para sobreviver e reproduzir. Finalmente, acoplamento deve ser totalmente aleatória, com todos os machos ou fêmeas (em alguns casos) sendo companheiros igualmente desejáveis. Isto assegura uma verdadeira mistura aleatória de alelos.
Uma população que está em equilíbrio de Hardy-Weinberg é análogo a um baralho de cartas; não importa quantas vezes o baralho é embaralhado, não há novos cartões são adicionados e não os antigos são retirados. Cartas do baralho representam alelos em pool de genes de uma população.
Gargalo populacional
A gargalo população é, quando a população de uma espécie é reduzida drasticamente durante um curto período de tempo devido a forças externas. Em um verdadeiro gargalo populacional, a redução não favorece qualquer combinação de alelos; é o acaso totalmente aleatório que os indivíduos sobrevivem. Um gargalo pode reduzir ou eliminar a variação genética a partir de uma população. Mais deriva eventos após o evento gargalo também pode reduzir a população de diversidade genética. A falta de diversidade criado pode fazer a população em risco para outras pressões seletivas.
Um exemplo comum de um gargalo populacional é a Selo de elefante do norte. Devido à caça excessiva ao longo do século 19, a população do selo de elefante do norte foi reduzido a 30 indivíduos ou menos. Eles têm feito uma recuperação completa, com o número total de indivíduos em torno de 100.000 e em crescimento. Os efeitos do gargalo são visíveis, no entanto. Os selos são mais propensos a ter problemas sérios com a doença ou doenças genéticas, porque quase não há diversidade na população.
Efeito fundador
O efeito fundador ocorre quando um pequeno grupo de uma população separa-se e forma uma nova população, muitas vezes através de isolamento geográfico. Freqüências alélicas Esta nova população é provavelmente diferente da população original de, e vai mudar o quão comum são determinados alelos nas populações. Os fundadores da população vai determinar a composição genética e, potencialmente, a sobrevivência, da nova população por gerações.
Um exemplo do efeito fundador é encontrado no Amish a migração Pensilvânia em 1744. Dois dos fundadores da colônia na Pennsylvania realizado o alelo recessivo para Síndrome de Ellis-van Creveld. Porque os Amish tendem a ser isolados religiosas, eles cruzam, e através de gerações de esta prática a freqüência da síndrome de Ellis-van Creveld no povo Amish é muito maior do que a freqüência na população em geral.
Síntese moderna
A síntese evolutiva moderna é baseada no conceito de que as populações de organismos têm variação genética significativa causada por mutação e de recombinação de genes durante a reprodução sexual. Ele define evolução como a mudança nas freqüências alélicas dentro de uma população causada pela deriva genética, o fluxo gênico entre populações sub, e seleção natural. A seleção natural é enfatizado como o mecanismo mais importante de evolução; grandes modificações são o resultado da acumulação gradual de pequenas alterações durante longos períodos de tempo.
A síntese evolutiva moderna é o resultado de uma fusão de várias áreas científicas diferentes para produzir uma compreensão mais coesa da teoria da evolução. Na década de 1920, RA Fisher, JBS Haldane e Sewall Wright combinado teoria da seleção natural de Darwin com modelos estatísticos de Genética mendeliana, fundadores da disciplina de genética de populações. Na década de 1930 e 1940, foram feitos esforços para fundir genética de populações, as observações dos naturalistas de campo sobre a distribuição das espécies e subespécies, e análise do registro fóssil em um modelo explicativo unificada. A aplicação dos princípios da genética de populações de ocorrência natural, tais como por cientistas Theodosius Dobzhansky e Ernst Mayr, avançou a compreensão dos processos de evolução. 1937 O trabalho de Dobzhansky Genética e A Origem das Espécies ajudou a preencher a lacuna entre a genética ea biologia campo, apresentando o trabalho matemático dos geneticistas populacionais em uma forma mais útil para biólogos de campo, e mostrando que as populações selvagens teve variabilidade genética muito mais com subespécie geograficamente isoladas e reservatórios da diversidade genética nos genes recessivos do que os modelos dos geneticistas populacionais início tinha permitido. Mayr, com base em um entendimento de genes e observações diretas de processos evolutivos de pesquisa de campo, introduziu o conceito biológico de espécie, que definiu uma espécie como um grupo de cruzamentos ou cruzamentos potencialmente populações que são reprodutivamente isolados de todas as outras populações. Ambos Dobzhansky e Mayr salientou a importância da subespécie reprodutivamente isolados por barreiras geográficas no surgimento de novas espécies. O paleontólogo George Gaylord Simpson ajudou a incorporar paleontologia com uma análise estatística do registro fóssil que mostraram um padrão consistente com a ramificação e via não-direcional de evolução dos organismos previstos pela síntese moderna.
Evidência para a evolução
A evidência científica a favor da evolução vem de muitos aspectos da biologia e inclui fósseis , estruturas homólogas, e semelhanças moleculares entre espécie DNA .
Registro fóssil
A investigação no campo da paleontologia , o estudo dos fósseis, apóia a idéia de que todos os organismos vivos estão relacionados. Os fósseis fornecem evidência de que variações acumuladas em organismos durante longos períodos de tempo levaram para as diversas formas de vida que vemos hoje. A própria fóssil revela a estrutura do organismo e as relações entre as espécies presentes e extintas, permitindo que os paleontólogos para construir uma árvore genealógica para todas as formas de vida na Terra.
Paleontologia moderna começou com o trabalho de Georges Cuvier (1769-1832). Cuvier observou que, em rocha sedimentar , cada camada continha um grupo específico de fósseis. As camadas mais profundas, que ele propôs a ser mais velhos, continha formas de vida mais simples. Ele observou que muitas formas de vida do passado não está mais presente são hoje. Uma das contribuições de sucesso de Cuvier para a compreensão do registro fóssil foi estabelecer extinção como um fato. Em uma tentativa de explicar a extinção, Cuvier propôs a idéia de "revoluções" ou catastrofismo no qual ele especulou que as catástrofes geológicas tinha ocorrido ao longo da história da Terra, acabando com um grande número de espécies. Teoria das revoluções de Cuvier foi mais tarde substituído por teorias uniformitarianos, nomeadamente as de James Hutton e Charles Lyell que propôs que mudanças geológicas da Terra fossem gradual e consistente. No entanto, evidências atuais no registro fóssil apóia o conceito de extinções em massa. Como resultado, a idéia geral de catastrofismo ressurgiu como uma hipótese válida por pelo menos algumas das rápidas mudanças nas formas de vida que aparecem nos registros fósseis.
Um número muito grande de fósseis foram agora descoberto e identificado. Estes fósseis servir como um registro cronológico de evolução. O registro fóssil fornece exemplos de espécie de transição que demonstram as ligações ancestrais entre as formas de vida passadas e presentes. Um tal fóssil de transição é o Archaeopteryx , um organismo antigo que tinha as características distintas de um réptil (tais como, uma longa cauda óssea e dentes cónicos) mas também teve características de aves (tais como penas e um wishbone). A implicação de tal descoberta é que os répteis e as aves modernos surgiu a partir de um ancestral comum.
Anatomia comparativa
A comparação das semelhanças entre os organismos da sua forma ou a aparência de partes, chamou o seu morfologia, tem sido uma forma de classificar vida em grupos estreitamente relacionados. Isto pode ser feito através da comparação da estrutura de organismos adultos ou em espécies diferentes, comparando os padrões de como as células crescer, dividir e migrar, mesmo durante o desenvolvimento de um organismo.
Taxonomia
Taxonomia é o ramo da biologia que os nomes e classifica todas as coisas vivas. Os cientistas usam semelhanças morfológicas e genéticas para ajudá-los na categorização de formas de vida baseadas em relações ancestrais. Por exemplo, orangotangos, gorilas , chimpanzés , e seres humanos todos pertencem ao mesmo grupo taxonómico referido como uma família - neste caso, a chamada família Hominidae. Estes animais são agrupados por causa de semelhanças na morfologia que vêm de um ancestral comum (chamado de homologia).
Fortes evidências para a evolução vem a partir da análise das estruturas homólogas: estruturas em espécies diferentes que deixam de exercer a mesma tarefa, mas que partilham uma estrutura semelhante. Tal é o caso dos membros anteriores de mamíferos. Os membros anteriores de um ser humano, gato, baleia, e bat todos têm estruturas ósseas notavelmente semelhantes. No entanto, cada um dos membros anteriores estes quatro espécies »executa uma tarefa diferente. Os mesmos ossos que constroem as asas de um morcego, que são usados para o vôo, também constroem flippers de uma baleia, que são usados para a natação. Tal "design" faz pouco sentido se eles não estão relacionados e construídos exclusivamente para suas tarefas específicas. A teoria da evolução explica essas estruturas homólogas: todos os quatro animais compartilharam um ancestral comum, e cada um tem sofrido alterações ao longo de muitas gerações. Estas mudanças na estrutura produziram membros anteriores adaptados para tarefas diferentes.
No entanto, as comparações anatómicas pode ser enganosa, como nem todas as semelhanças anatômicas indicam uma estreita relação. Organismos que compartilham ambientes similares, muitas vezes, desenvolver características físicas semelhantes, um processo conhecido como evolução convergente. Ambos os tubarões e golfinhos têm formas corporais semelhantes, mas são apenas remotamente relacionados - os tubarões são peixes e golfinhos são mamíferos . Essas semelhanças são um resultado de ambas as populações de serem expostos ao mesmo pressões seletivas. Dentro de ambos os grupos, as alterações que a natação ajuda ter sido favorecido. Assim, ao longo do tempo, eles desenvolveram aparências semelhantes (morfologia), mesmo que eles não estão intimamente relacionados.
Embriologia
Em alguns casos, a comparação das estruturas anatómica na embriões de duas ou mais espécies fornece evidência para um ancestral comum que pode não ser evidente nas formas adultas. À medida que o embrião se desenvolve, estas homologias podem ser perdidos de vista, e as estruturas podem assumir diferentes funções. Parte da base de classificar o vertebrado grupo (que inclui os seres humanos), é a presença de um cauda (que se estende para além do ânus) e fendas da faringe. Ambas as estruturas aparecem durante alguma fase do desenvolvimento embrionário, mas nem sempre são óbvias na forma adulta.
Por causa das semelhanças morfológicas presentes em embriões de espécies diferentes durante o desenvolvimento, uma vez que foi assumido que os organismos reencenar sua história evolutiva como um embrião. Pensou-se que os embriões humanos passado através de um em seguida, um anfíbio estágio reptiliano antes de completar o seu desenvolvimento como mamíferos. Tal uma reencenação, (muitas vezes chamado Teoria da recapitulação), não é apoiada por evidência científica. O que ocorre, no entanto, é que as primeiras fases de desenvolvimento são semelhantes em grandes grupos de organismos. Em estágios iniciais, por exemplo, todos os vertebrados aparecem extremamente semelhante, mas não exatamente se assemelham a qualquer espécie ancestral. Como o desenvolvimento continua, características específicas emergir deste padrão básico.
Estruturas vestigiais
A homologia inclui um único grupo de estruturas comuns referidas como estruturas vestigiais . vestigial refere-se a peças anatómicas que sejam de mínima, se alguma, valor para o organismo que os possui. Estas estruturas aparentemente ilógicas são remanescentes de órgãos que desempenharam um papel importante em formas ancestrais. Tal é o caso em baleias , que têm ossos pequenos vestígios que parecem ser restos de ossos da perna de seus antepassados que andavam sobre terra. Os seres humanos também têm estruturas vestigiais, incluindo a músculos da orelha, o dentes do siso, o apêndice, o cauda óssea, pêlos do corpo (incluindo arrepios), ea semilunar dobra no canto do olho .
Biogeografia
Biogeografia é o estudo da distribuição geográfica das espécies. Evidências de biogeografia, especialmente a partir do biogeografia de ilhas oceânicas, desempenhou um papel fundamental em convencer ambos Darwin e Alfred Russel Wallace que as espécies evoluíram com um padrão de ramificação de descendência comum. Ilhas muitas vezes contêm espécies endêmicas, espécies não encontradas em nenhum outro lugar, mas as espécies são muitas vezes relacionados com as espécies encontradas no continente mais próximo. Além disso ilhas muitas vezes contêm agrupamentos de espécies estreitamente relacionadas que têm muito diferente nichos ecológicos, que é ter diferentes maneiras de ganhar a vida no meio ambiente. Tais agrupamentos formar através de um processo de radiação adaptável, em que uma única espécie ancestral coloniza uma ilha que tem uma variedade de nichos ecológicos abertos e, em seguida, diversifica por evoluindo em diferentes espécies adaptadas para preencher esses nichos vazios. Exemplos bem estudadas incluem Tentilhões de um grupo de espécies de tentilhões 13 endêmicas para as Darwin, Ilhas Galápagos , ea Honeycreepers havaianas, um grupo de pássaros que uma vez, antes de extinções causadas por seres humanos, numeradas de 60 espécies que enchem diversos papéis ecológicos, todos descendem de um único passarinho como antepassado que chegou à Ilhas havaianas cerca de 4 milhões de anos. Outro exemplo é a Silversword aliança, um grupo de espécies de plantas perenes, também endêmica para as ilhas havaianas, que habitam uma variedade de habitats e vêm em uma variedade de formas e tamanhos que incluem árvores, arbustos e terra que abraçam tapetes, mas que pode ser hibridizado com um e outro com certa tarweed espécies encontradas na costa oeste da América do Norte; parece que um desses tarweeds colonizado Havaí no passado, e deu origem a toda a aliança Silversword.
Biologia molecular
Todo organismo vivo (com a possível exceção de RNA vírus ) contém moléculas de DNA, que carrega a informação genética. Os genes são as partes de ADN que transportam esta informação, e que influenciam as propriedades de um organismo. Genes determinar o aspecto geral de um indivíduo e, em certa medida o seu comportamento. Se dois organismos estão intimamente relacionados, o seu DNA será muito similar. Por outro lado, os mais distantemente relacionado dois organismos são, mais diferenças que terão. Por exemplo, os irmãos estão intimamente relacionados e têm DNA muito semelhantes, enquanto primos partilham uma relação mais distante e têm muito mais diferenças em seu DNA. As semelhanças no DNA são usadas para determinar as relações entre espécies em muito da mesma maneira como eles são utilizados para mostrar as relações entre os indivíduos. Por exemplo, comparando os chimpanzés com gorilas e seres humanos demonstra que existe tanto quanto 96 por cento de uma similaridade entre o ADN dos seres humanos e chimpanzés. Comparações de DNA indicam que humanos e chimpanzés são mais estreitamente relacionados entre si do que uma ou outra espécie é gorilas.
O campo de sistemática molecular concentra-se em medir as similaridades nestas moléculas e usar esta informação para trabalhar para fora como diferentes tipos de organismos estão relacionados com a evolução. Estas comparações têm permitido biólogos para construir uma árvore de relacionamento da evolução da vida na Terra. Eles têm até mesmo permitiu que os cientistas a desvendar as relações entre os organismos cujos ancestrais comuns viviam tanto tempo atrás que não há semelhanças reais permanecem no aparecimento dos organismos.
A seleção artificial
A seleção artificial é a criação controlada de plantas e animais domésticos. Os seres humanos determinar qual animal ou planta irá reproduzir e que da prole vai sobreviver; assim, eles determinar quais genes serão repassados para as gerações futuras. O processo de selecção artificial tem tido um impacto significativo sobre a evolução de animais domésticos. Por exemplo, as pessoas têm produzido diferentes tipos de cães de reprodução controlada. As diferenças de dimensão entre a Chihuahua eo Great Dane são o resultado da seleção artificial. Apesar de sua aparência física dramaticamente diferente, eles e todos os outros cães evoluíram a partir de alguns lobos domesticados pelo homem no que é agora China menos de 15.000 anos atrás.
A selecção artificial produziu uma grande variedade de plantas. No caso do milho (milho), a evidência genética recente sugere que a domesticação ocorreu há 10.000 anos no centro do México. Antes da domesticação, a parte comestível da forma selvagem foi pequeno e difíceis de coletar. Hoje A Cooperação milho Genética • Centro da mantém uma coleção de mais de 10.000 variações genéticas de milho que surgiram através de mutações aleatórias e variações cromossômicas do tipo selvagem originais.
Na seleção artificial a nova raça ou variedade que emerge é o único com mutações aleatórias atraentes para os seres humanos, enquanto na seleção natural das espécies sobreviventes é o único com mutações aleatórias úteis a ela no seu ambiente não-humano. Em ambos selecção natural e artificial, as variações são um resultado de mutações aleatórias, e os processos genéticos subjacentes são essencialmente os mesmos. Darwin observou cuidadosamente os resultados da seleção artificial em animais e plantas para formar muitos dos seus argumentos em favor da seleção natural. Muito do seu livro A Origem das Espécies foi com base nestas observações das muitas variedades de pombos domésticos decorrentes da seleção artificial. Darwin propôs que, se os seres humanos poderiam alcançar mudanças dramáticas em animais domésticos em períodos curtos, em seguida, a seleção natural, dadas milhões de anos, poderia produzir as diferenças observadas nos seres vivos hoje.
Co-evolução
A co-evolução é um processo em que duas ou mais espécies de influenciar a evolução de cada outro. Todos os organismos são influenciadas pela vida em torno deles; no entanto, em co-evolução há evidências de que os traços geneticamente determinado em cada espécie directamente resultante da interacção entre os dois organismos.
Um exemplo extensamente documentada da co-evolução é a relação entre Pseudomyrmex, um tipo de formiga , eo acácia, uma planta que a formiga usa para comida e abrigo. A relação entre os dois é tão íntima que levou à evolução de estruturas específicas e comportamentos em ambos os organismos. A formiga defende a acácia contra herbívoros e limpa o chão da floresta das sementes de plantas concorrentes. Em resposta, a planta tem evoluído espinhos inchados que as formigas usam como abrigo e flor especial partes que as formigas comem. Tal co-evolução não implica que as formigas e da árvore de escolher a se comportar de uma altruísta maneira. Em vez disso, toda uma população pequenas mudanças genéticas em ambos formiga e árvore beneficiado cada. O benefício deu uma chance ligeiramente maior de o ser característica passada para a próxima geração. Ao longo do tempo, as mutações sucessivas criado a relação que nós observamos hoje.
Espécies
Dadas as circunstâncias corretas, e tempo suficiente, evolução leva ao surgimento de novas espécies . Os cientistas têm lutado para encontrar uma definição precisa e abrangente de espécies. Ernst Mayr (1904-2005) definiu uma espécie como uma população ou grupo de populações cujos membros têm o potencial de cruzar naturalmente uns com os outros para produzir viável, descendentes férteis. (Os membros de uma espécie não pode produzir descendência viável, fértil com membros de outras espécies). Definição de Mayr ganhou ampla aceitação entre biólogos, mas não se aplica aos organismos, tais como bactérias , que reproduzem assexuadamente.
Especiação é o caso da linhagem de divisão que resulta em duas espécies separadas que formam a partir de uma única população ancestral comum. Um método amplamente aceito de especiação é chamado especiação alopátrica. Especiação alopátrica começa quando uma população se torna geograficamente separadas. Processos geológicos, como o surgimento de cadeias de montanhas, a formação de gargantas, ou a inundação de pontes de terra por mudanças no nível do mar podem resultar em populações separadas. Para especiação de ocorrer a separação deve ser substancial, de modo que a troca genética entre as duas populações é completamente interrompido. Em seus ambientes separados, os grupos geneticamente isolados seguir seus próprios caminhos evolutivos únicos. Cada grupo irá acumular diferentes mutações, bem como ser submetidas a diferentes pressões selectivas. As mudanças genéticas acumuladas podem resultar em populações separadas que já não podem cruzar se eles se reencontram. Barreiras que impedem cruzamentos são ou prezygotic (evitar o acasalamento ou a fertilização) ou postzygotic (barreiras que ocorrem após a fertilização). Se miscigenação não é mais possível, então eles serão considerados espécies diferentes. O resultado de quatro bilhões de anos de evolução é a diversidade da vida em torno de nós, com um número estimado de 1,75 milhões de espécies diferentes na existência hoje.
Normalmente, o processo de especiação é lenta, ocorrendo ao longo de muito tempo se estende; observações diretas, portanto, dentro duração de vida humanos são raros. No entanto especiação tem sido observada em organismos atuais, e eventos de especiação últimos são registrados em fósseis. Os cientistas documentaram a formação de cinco novas espécies de peixes ciclídeos de um único ancestral comum que foi isolado menos de 5000 anos atrás, a partir do estoque pai em Lake Nagubago. A evidência para a especiação neste caso foi morfologia (aparência física) e falta de cruzamentos naturais. Estes peixes têm rituais de acasalamento complexas e uma variedade de colorações; as ligeiras modificações introduzidas nas novas espécies mudaram o processo de seleção de parceiros e as cinco formas que surgiram não poderia ser convencido a cruzar.
Mecanismo
A teoria da evolução é amplamente aceita entre a comunidade científica, que serve para ligar as diversas áreas de especialidade da biologia. Evolução fornece o campo da biologia com uma base científica sólida. A importância da teoria evolutiva é melhor descrito pelo título de um artigo de Theodosius Dobzhansky (1900-1975), publicado em O professor de biologia americana ; " Nada em biologia faz sentido exceto à luz da evolução "No entanto, a teoria da evolução não é. ... estática Há muita discussão na comunidade científica sobre os mecanismos por trás do processo evolutivo Por exemplo, a taxa na qual a evolução ocorre ainda está em discussão Além disso, há opiniões conflitantes quanto ao que é a principal unidade de mudança evolutiva - o organismo ou o gene.
Taxa de variação
Darwin e seus contemporâneos viram a evolução como um processo lento e gradual. Árvores evolutivas são baseadas na idéia de que profundas diferenças de espécies são o resultado de muitas pequenas mudanças que se acumulam durante longos períodos.
Gradualismo tinha sua base nos trabalhos dos geólogos James Hutton (1726-1797) e Charles Lyell (1797-1875). A visão de Hutton sugere que a mudança geológica profunda foi o produto cumulativo de uma operação contínua relativamente lento de processos que ainda pode ser visto em operação hoje, ao contrário de catastrofismo que promoveu a idéia de que mudanças bruscas teve causas que não podem mais ser vistos no trabalho. Uma perspectiva uniformista foi adotado para mudanças biológicas. Tal visão pode parecer contradizer o registro fóssil, que muitas vezes mostra evidências de novas espécies que aparecem de repente, depois que persistem nessa forma por longos períodos. Nos paleontólogos 1970 Niles Eldredge e Stephen Jay Gould desenvolveu um modelo teórico que sugere que a evolução, apesar de um processo lento, em termos humanos, passa por períodos de mudança relativamente rápida (que varia entre 50.000 e 100.000 anos), alternando com longos períodos de relativa estabilidade. A teoria deles é chamado de " equilíbrio pontuado "e explica o registro fóssil sem contradizer as idéias de Darwin.
Unidade de mudança
Um comum unidade de seleção em evolução é o organismo. A selecção natural ocorre quando o sucesso reprodutivo de um indivíduo é melhorada ou reduzidos por uma característica hereditária, e sucesso reprodutivo é medido pelo número de descendentes sobreviventes de um indivíduo. . A vista organismo tem sido desafiada por uma variedade de biólogos, bem como filósofos Richard Dawkins (nascido em 1941) propõe que muita visão pode ser adquirida, se olharmos para a evolução do ponto de vista do gene; isto é, que a seleção natural opera como um mecanismo evolutivo em genes, bem como organismos. Em seu livro de 1976 O Gene Egoísta , ele explica:
| " | Os indivíduos não são coisas estáveis, eles são fugazes. Cromossomos também são embaralhadas ao esquecimento, como mãos de cartas logo depois que eles sejam negociados. Mas os próprios cartões de sobreviver a baralhar. Os cartões são os genes. Os genes não são destruídos pelo crossing-over; eles simplesmente mudar de parceiro e marchar sobre. É claro que eles marchar sobre. Esse é o seu negócio. Eles são os replicadores e nós somos suas máquinas de sobrevivência. Quando tivermos servido nosso objetivo estamos posta de lado. Mas os genes são habitantes do tempo geológico: genes são para sempre. | " |
Outros vêem a seleção trabalhando em muitos níveis, e não apenas em um único nível de organismo ou gene; por exemplo, Stephen Jay Gould chamou para uma perspectiva hierárquica na seleção.
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