Video

Transkrypcja

Mechanizmy Ewolucji

Czym jest ewolucja?

Ewolucja jest to rozwój życia na Ziemi.

Proces ten zaczął się miliardy lat temu i trwa po dziś dzień.

Ewolucja tłumaczy w jaki sposób wykształcona została ogromna różnorodność życia.

Możemy się dzięki temu dowiedzieć jak z prymitywnych pierwotniaków mogły powstać miliony gatunków, które obserwujemy dzisiaj.

Ewolucja odpowiada więc na pytanie, które wszyscy sobie zadajemy widząc jamnika i doga niemieckiego razem:

jak to możliwe, żeby przodkowie mieli tak różnych od siebie potomków?

W odpowiedzi na to pytanie posłużymy się zwierzętami, wyłączając inne formy życia takie jak grzyby i rośliny.

Po pierwsze: jak to możliwe, żeby dane zwierzę przekształciło się w inny gatunek zwierzęcia?

I jeszcze jedno szybkie pytanie: czym w ogóle jest gatunek?

Gatunek to grupa zwierząt zdolnych krzyżowania się i wydawania potomstwa,

które również jest zdolne do reprodukcji.

Aby lepiej to zrozumieć musimy się przyjrzeć następującym zagadnieniom:

unikatowość żywych istot osiągana przez nadwyżkową produkcję potomstwa i dziedziczność,

i drugi kluczowy punkt czyli selekcja.

Zacznijmy od unikatowości. Każdy żywy organizm jest wyjątkowy, a to jest ważne dla ewolucji.

Przedstawiciele tego samego gatunku mogą być do siebie bardzo podobni pod względem wyglądu,

aczkolwiek wszystkie się lekko od siebie różnią.

Mogą być np. nieco większe, grubsze, silniejsze, śmielsze niż pozostałe osobniki.

Co jest więc przyczyną tych różnic? Przyjrzyjmy się im bliżej.

Każde zwierzę jest zbudowane z komórek, które zawierają jądro.

W jądrze znajdują się chromosomy zawierające DNA.

DNA zawiera różne geny i to one niosą informację genetyczną.

Geny są instrukcjami dla komórek i to one determinują cechy jakie posiada dany organizm,

to właśnie DNA jest unikatowe dla każdej istoty.

Jest ono nieco odmienne pomiędzy osobnikami, dlatego każdy z nich ma nieco inny zestaw cech.

Ale skąd ten niewyobrażalny zakres zmian DNA?

Pierwszym kluczowym czynnikiem jest nadwyżkowa produkcja potomstwa.

W naturze da się zaobserwować że organizmy produkują znacznie więcej potomstwa niż to konieczne

dla przetrwania ich gatunku, co skutkuje wczesną śmiercią wielu młodych osobników.

Częstą sytuacją jest znacznie większa ilość potomstwa niż pozwala na to środowisko.

Tak właśnie dochodzi do zwiększenia różnorodności w obrębie gatunku:

Im więcej wydawanego potomstwa, tym więcej małych różnic między osobnikami.

Tego właśnie “chce” natura: jak najwięcej różnic.

Druga przyczyna unikatowości każdego osobnika tkwi w samej dziedziczności.

Przy okazji, dziedziczenie oznacza przekazywanie DNA potomstwu.

Dwa interesujące czynniki odgrywają rolę w tym procesie: rekombinacja i mutacje.

Rekombinacja to losowe mieszanie się DNA dwóch organizmów.

Gdy dwa osobniki się zakochają i krzyżują, wówczas do rekombinacji ich genów dochodzi dwa razy.

Pierwszy raz robią to osobno kiedy produkują gamety, czyli plemniki i komórki jajowe.

Gamety przejmują połowę genów organizmu i tasują je.

Druga rekombinacja ma miejsce kiedy samiec zapładnia samicę.

Każdy rodzic dostarcza 50% swojego DNA. Innymi słowy, 50% swoich cech.

Te się ze sobą mieszają, a efektem jest nowe potomstwo.

Potomstwo to posiada losowo wymieszane DNA, czyli cechy swoich rodziców.

To jeszcze bardziej zwiększa różnorodność wewnątrz gatunku.

Ale mutacje też są ważne dla ewolucji.

Mutacje to losowe zmiany w DNA.

Może to też być zdefiniowane jako kopiowanie błędów w DNA,

wywołanych przez toksyny lub inne substancje chemiczne, bądź też promieniowanie.

Mutacja następuje kiedy część DNA jest podmieniona.

Takie zmiany są często niekorzystne i mogą skutkować chorobami takimi jak rak.

Aczkolwiek mogą mieć także neutralny lub pozytywny efekt,

jak np. niebieski kolor oczu u człowieka, który jest konsekwencją pojedynczej losowej mutacji.

We wszystkich przypadkach mutacja musi zajść w gamecie, czyli w komórce jajowej lub plemniku,

ponieważ tylko DNA gamet jest przekazywane potomstwu.

To dlatego chronimy nasze organy rozrodcze podczas robienia zdjęć rentgenowskich.

Podsumowując: dziedziczenie jest procesem w którym organizmy przekazują cechy potomstwu w formie DNA.

Rekombinacja i mutacje zmieniają DNA, więc każde młode wygląda inaczej w porównaniu do rodzeństwa

i otrzymuje losową mieszankę cech rodziców.

Kluczowe słowo to: losowy.

Każdy z tych procesów jest przypadkowy.

Losowa rekombinacja i mutacje skutkuje wyprodukowaniem osobników z losową mieszanką cech rodziców,

które zostały losowo połączone i przekazane dalej.

Ale jak to możliwe, żeby tak wiele było zależne od przypadku, kiedy żywe istoty są tak świetnie dostosowane do swojego środowiska?

Przykładowo: patyczak, koliber czy żabnica.

Odpowiedzi dostarcza kolejne kluczowe zagadnienie - selekcja (dobór).

Każdy osobnik podlega procesowi zwanemu doborem naturalnym.

Wiemy już, że każdy osobnik jest nieco inny niż jego krewniacy

i że istnieje dość spory zakres zmienności wewnątrz gatunku.

Wpływy środowiskowe oddziałują na organizmy żywe. Do tak zwanych czynników selekcyjnych zaliczamy:

drapieżniki, pasożyty, zwierzęta tego samego gatunku, toksyny, zmiany otoczenia albo klimat.

Selekcja jest procesem, któremu podlega każdy osobnik.

Każde zwierzę ma unikalną mieszankę cech.

Ta mieszanka pozwala im przetrwać w ich środowisku, lub nie pozwala… jak to często bywa.

Każdy osobnik z nieodpowiednią mieszanką będzie wyselekcjonowany ze środowiska.

Te z odpowiednią mieszanką przetrwają i mogą przekazać swoje cechy potomstwu.

To dlatego różnorodność jest taka ważna.

To stąd tyle wysiłku aby wyprodukować najbardziej różnorodne potomstwo jak się tylko da.

Wówczas jest większa szansa na to, że przynajmniej jeden potomek przetrwa proces selekcji.

Maksymalizują więc ich szansę na przetrwanie.

Dobry przykład może stanowić grupa zięb żyjących na odległej wyspie.

Są jednymi z najbardziej znanych zwierząt świata nauki,

określanych jako zięby Darwina, po ich odkrywcy - Karolu Darwinie. A oto historia tych zięb:

Kilkaset lat temu grupa zięb została przeniesiona na Wyspy Galapagos w środku Pacyfiku, prawdopodobnie przez wielki huragan.

Zięby znalazły się w środowisku, które było dla nich zupełnie nowe,

prawdziwy ziębowy raj: mnóstwo jedzenia i brak drapieżników.

Rozmnożyły się więc szybko i obficie. Wyspy w niedługim czasie stały się przepełnione ziębami.

To sprawiło, że zasoby żywnościowe spadały w zastraszającym tempie.

Ziębowy raj był teraz zagrożony klęską głodu, a przyjazne sobie zięby stały się konkurentami.

Tu zainterweniował dobór.

Ich indywidualne cechy i niewielkie różnice, w tym wypadku delikatnie zmienne dzioby

sprawiły, że niektóre ptaki były zdolne do unikania konkurencji z innymi osobnikami.

Dzioby niektórych zięb nadawały się np. do kopania za robakami.

U innych, dzioby okazały się lepsze w rozłupywaniu nasion.

Zięby rozeszły się więc do innych nisz ekologicznych, gdzie nie dotyczyła ich silna konkurencja.

Wkrótce zaczęły się krzyżować głównie z ziębami z tej samej niszy.

Przez kolejne pokolenia cechy tych zięb zostaną wzmocnione

umożliwiając im pełną realizację ich niszy.

Różnice między owadożercami i nasionożercami stały się tak wielkie,

że nie krzyżują się dłużej ze sobą. Rezultatem są więc osobne gatunki.

Dziś mamy 14 różnych gatunków zięb na Wyspach Galapagos,

a wszystkie pochodzą od tej samej grupy zięb.

Oto jak powstają nowe gatunki na drodze ewolucji:

poprzez interakcję unikatowych osobników,

nadwyżkową produkcję potomstwa,

rekombinację i mutacje podczas dziedziczenia,

i w końcu przez selekcję.

Dlaczego to takie ważne?

To tłumaczy skąd ta ogromna różnorodność życia i w jaki sposób żywe organizmy są tak doskonale dostosowane do swoich środowisk.

Ale to także dotyczy nas.

Każda osoba jest produkten 3,5 miliarda lat ewolucji i wcale nie jesteś wyjątkiem.

Twoi przodkowie walczyli i dostosowywali się aby przetrwać.

Przeżycie nie było rzeczą pewną.

Jeśli zastanowimy się nad faktem, że wymarło 99% wszystkich gatunków, które kiedykolwiek istniały

to możesz uznać siebie za część historii sukcesu.

Dinozaury wymarły, ale Ty jesteś żywy i oglądasz ten filmik,

bo jesteś wyjątkowy, tak jak wszystkie organizmy, które żyją dzisiaj:

niepowtarzalni i unikatowi we wszechświecie.