Evolúció – mi az, bizonyítékok, elmélet és jelentősége a biológiában

Darwin A fajok eredetéről című művének két témája van: az evolúció bizonyítéka, valamint az evolúció lezajlásáról szóló elképzelései. Ez a fejezet a második témával foglalkozik.

Variáció

Az Eredet első két fejezete a háziasított növények és állatok variációjával, valamint a természetben előforduló variációval foglalkozik.

Minden élőlény változatosságot mutat. Minden vizsgált populáció azt mutatja, hogy az állatok és a növények ugyanúgy változnak, mint az emberek. ^{p90 Ez a} természet nagyszerű ténye, és enélkül nem következne be az evolúció. Darwin azt mondta, hogy ahogyan az ember a haszonállataiban is azt választja ki, amit akar, úgy a természetben is a variációk teszik lehetővé, hogy a természetes szelekció működjön.

Az egyén tulajdonságait két dolog befolyásolja: az öröklődés és a környezet. Először is, a fejlődést a szülőktől örökölt gének irányítják. Másodszor, az élet saját hatásokkal jár. Vannak dolgok, amelyek teljesen, mások részben, és vannak, amelyek egyáltalán nem öröklődnek.

A szem színe teljes mértékben öröklődik; genetikai tulajdonság. A magasság vagy a testsúly csak részben öröklődik, a nyelv pedig egyáltalán nem öröklődik. Csak hogy tisztázzuk: az, hogy az emberek tudnak beszélni, öröklődik, de hogy milyen nyelvet beszélnek, az attól függ, hogy az ember hol él és mit tanítanak neki. Egy másik példa: az ember némileg változó kapacitású agyat örököl. Hogy mi történik a születés után, az sok mindentől függ, például az otthoni környezettől, az oktatástól és egyéb tapasztalatoktól. Amikor egy személy felnőtt, az agya olyan, amilyenné az öröksége és az élettapasztalata tette.

Az evolúció csak azokra a tulajdonságokra vonatkozik, amelyek részben vagy egészben öröklődnek. Az öröklődő tulajdonságok a géneken keresztül öröklődnek egyik nemzedékről a másikra. Egy személy génjei tartalmazzák mindazokat a tulajdonságokat, amelyeket a szüleitől örököl. Az élet balesetei nem öröklődnek. Emellett természetesen minden ember némileg eltérő életet él: ez növeli a különbségeket.

Bármely populációban a szervezetek szaporodási sikere eltérő. ^{p81 Az} evolúció szempontjából a "szaporodási siker" az utódok teljes számát jelenti, amelyek megélik a szaporodást és utódokat hagynak maguk után.

Öröklött variáció

A variáció csak akkor lehet hatással a következő generációkra, ha öröklődik. Gregor Mendel munkásságának köszönhetően tudjuk, hogy sok variáció öröklődik. Mendel "tényezőit" ma géneknek nevezzük. A kutatások kimutatták, hogy egy ivarosan szaporodó fajban szinte minden egyed genetikailag egyedi. ^p204

A genetikai variációt a génmutációk növelik. A DNS nem mindig reprodukálódik pontosan. Előfordulnak ritka változások, és ezek a változások öröklődhetnek. Sok DNS-változás hibát okoz; néhány semleges vagy akár előnyös. Így jön létre a genetikai variáció, amely az evolúció magva. Az ivaros szaporodás, a kromoszómák meiózis során történő kereszteződése révén, a variációt a populációban terjeszti. Más események, mint a természetes szelekció és a sodródás, csökkentik a variációt. Tehát egy vadon élő populációban mindig van variáció, de a részletek mindig változnak. ^p90

Természetes szelekció

Az evolúció elsősorban a természetes kiválasztódás útján működik. Mit jelent ez? Azok az állatok és növények, amelyek a legjobban alkalmazkodnak a környezetükhöz, átlagosan jobban túlélnek. Küzdelem folyik a létért. Azok, akik túlélnek, termelik a következő generációt. Az ő génjeik továbböröklődnek, azoké pedig, akik nem szaporodtak el, nem. Ez az az alapvető mechanizmus, amely megváltoztatja a populációt és evolúciót okoz.

A természetes szelekció magyarázza, hogy az élő szervezetek miért változnak az idők során, és miért rendelkeznek olyan anatómiával, funkciókkal és viselkedéssel, mint amilyenek. Ez a következőképpen működik:

1. Minden élőlény olyan termékenységgel rendelkezik, hogy populációjuk mérete a végtelenségig gyorsan növekedhet.
2. Látjuk, hogy a populációk mérete nem növekszik ilyen mértékben. Többnyire a számok nagyjából változatlanok maradnak.
3. Az élelmiszer és más erőforrások korlátozottak. Ezért verseny folyik az élelemért és az erőforrásokért.
4. Nincs két egyforma egyén. Ezért nem egyforma esélyük lesz az életre és a szaporodásra.
5. Ennek a változatosságnak nagy része öröklődhet. A szülők génjeiken keresztül adják át ezeket a tulajdonságokat a gyermekeknek.
6. A következő generáció csak azokból származhat, akik túlélnek és szaporodnak. Sok generáció után a populációban több hasznos genetikai különbség lesz, és kevesebb káros. A természetes szelekció valójában egy eliminációs folyamat. ^p117 Az eliminációt az egyének és a környezetük közötti viszonylagos illeszkedés okozza.

Szelekció a természetes populációkban

Ma már számos olyan eset van, amikor a természetes szelekció bizonyítottan előfordul a vadon élő populációkban. Az álcázás, a mimikri és a polimorfizmus szinte minden vizsgált esete a szelekció erős hatását mutatja.

A szelekció ereje sokkal erősebb lehet, mint azt a korai populációgenetikusok gondolták. A növényvédő szerekkel szembeni ellenállás gyorsan nőtt. A norvég patkányok (Rattus norvegicus) warfarinnal szembeni rezisztenciája gyorsan nőtt, mert a túlélők a populáció egyre nagyobb részét alkották. A kutatások kimutatták, hogy warfarin hiányában a rezisztens homozigóta 54%-os hátrányban volt a normál vad típusú homozigótával szemben. ^p182 Ezt a nagy hátrányt a warfarinnal szembeni rezisztencia szelekciója gyorsan leküzdötte.

Az emlősök felnőttként általában nem ihatnak tejet, de az ember kivételt képez. A tejet a laktáz enzim emészti meg, amely akkor kapcsol ki, amikor az emlősök már nem vesznek fel tejet az anyjuktól. Az ember felnőttkori tejivási képességét egy laktázmutáció támogatja, amely megakadályozza ezt a kikapcsolást. Az emberi populációkban nagy arányban fordul elő ez a mutáció ott, ahol a tej fontos szerepet játszik a táplálkozásban. Ennek a "tejtoleranciának" az elterjedését a természetes szelekció segíti elő, mivel ez segíti az emberek túlélését ott, ahol a tej elérhető. Genetikai vizsgálatok arra utalnak, hogy a legrégebbi, laktáz-toleranciát okozó mutációk csak az elmúlt tízezer évben értek el magas szintet az emberi populációkban. Ezért a laktáz-állóképességet gyakran a közelmúltbeli emberi evolúció példájaként említik. Mivel a laktázmegmaradás genetikai, az állattartás viszont kulturális tulajdonság, ez a gén-kultúra koevolúció.

Adaptáció

Az alkalmazkodás a biológia egyik alapvető jelensége. Az alkalmazkodás folyamata révén egy szervezet jobban alkalmazkodik az élőhelyéhez.

Az alkalmazkodás a két fő folyamat egyike, amely magyarázatot ad a biológiában megfigyelhető sokféle fajra. A másik a fajképződés (fajmegosztás vagy kladogenezis). Az alkalmazkodás és a fajképződés kölcsönhatásának tanulmányozására ma az egyik kedvenc példa az afrikai folyókban és tavakban élő cichlidák evolúciója.

Amikor az emberek alkalmazkodásról beszélnek, gyakran olyasmire gondolnak, ami segít egy állat vagy növény túlélésében. Az egyik legelterjedtebb alkalmazkodás az állatoknál a szem evolúciója. Egy másik példa a lovak fogainak alkalmazkodása a fű őrléséhez. Az álcázás egy másik alkalmazkodás; ugyanígy a mimikri is. A jobban alkalmazkodott állatok a legnagyobb valószínűséggel maradnak életben, és szaporodnak sikeresen (természetes szelekció).

Egy belső élősködő (például egy hernyó) jó példa erre: nagyon egyszerű testfelépítéssel rendelkezik, de a szervezet mégis nagymértékben alkalmazkodott a sajátos környezetéhez. Ebből láthatjuk, hogy az alkalmazkodás nem csak a látható tulajdonságok kérdése: az ilyen parazitáknál a kritikus alkalmazkodás az életciklusban zajlik, amely gyakran igen összetett.

Korlátozások

Egy szervezet nem minden tulajdonsága adaptáció. ^p251 Az adaptációk általában egy faj korábbi életét tükrözik. Ha egy faj a közelmúltban megváltoztatta életmódját, akkor egy egykor értékes alkalmazkodás használhatatlanná válhat, és végül elenyésző maradványa lesz.

Az adaptációk sosem tökéletesek. Mindig vannak kompromisszumok a test különböző funkciói és struktúrái között. A szervezet egésze az, amely él és szaporodik, ezért az alkalmazkodások teljes készlete az, amely továbbadódik a következő generációknak.

Genetikai sodródás és annak hatása

A populációkban vannak olyan erők, amelyek variációt adnak a populációhoz (például mutáció), és vannak olyan erők, amelyek eltávolítják azt. Genetikai sodródásnak nevezzük azokat a véletlenszerű változásokat, amelyek a populációból variációt távolítanak el. A genetikai sodródás 1/(2N) sebességgel szabadul meg a variációtól, ahol N = a populáció mérete. ^p29 Ezért "nagy populációkban nagyon gyenge evolúciós erő". ^p55

A genetikai sodródás megmagyarázza, hogy a véletlen hogyan befolyásolhatja meglepően nagymértékben az evolúciót, de csak akkor, ha a populációk elég kicsik. Összességében az a hatása, hogy az egyedek egyre jobban hasonlítanak egymásra, és így sebezhetőbbek a betegségekkel vagy a környezetükben bekövetkező véletlen eseményekkel szemben.

1. Az elsodródás csökkenti a populációk genetikai változatosságát, ami potenciálisan csökkenti a populáció azon képességét, hogy túlélje az új szelekciós nyomást.
2. A genetikai sodródás gyorsabban hat, és drasztikusabb eredményekkel jár a kisebb populációkban. A kis populációk általában kihalnak.
3. A genetikai sodródás hozzájárulhat a fajképződéshez, ha a kis csoport túlél.
4. Szűk keresztmetszet: amikor egy nagy populáció mérete hirtelen és drasztikusan csökken valamilyen esemény következtében, a genetikai változatosság nagyon lecsökken. Gyakori okok a fertőzések és a szélsőséges éghajlati események. Alkalmanként a versenyképesebb fajok inváziója is pusztító lehet.
   ♦ Az 1880/90-es években az északi elefántfóka állománya a
   vadászat következtében mindössze 20 egyedre
   csökkent. Bár a populáció újraéledt, genetikai variabilitása sokkal kisebb, mint a déli elefántfókáé.
   ♦ A gepárdoknál nagyon kevés a variáció
   . Úgy gondoljuk, hogy a faj valamikor a közelmúltban kis egyedszámra csökkent. Mivel hiányzik a genetikai változatosság, veszélyben van a fertőző betegségek miatt.
5. Alapító események: ezek akkor következnek be, amikor egy kisebb csoport egy nagyobb populációból kiválik. A kis csoport ezután a fő populációtól elkülönülten él. Az emberi faj gyakran idézik, hogy ilyen szakaszokon ment keresztül. Például amikor csoportok elhagyták Afrikát, hogy máshol telepedjenek le (lásd emberi evolúció). Úgy tűnik, hogy kevesebb variációval rendelkezünk, mint ami a világméretű elterjedésünk alapján elvárható lenne.
   A szárazföldtől távol eső szigetekre érkező csoportok szintén jó példák. Ezek a csoportok kis méretüknél fogva nem tudják hordozni a szülőpopulációban található allélok teljes skáláját.

Fajok

A fajok kialakulásának módja az evolúcióbiológia egyik legfontosabb része. Darwin az "evolúciót" (ezt a szót eleinte nem használta) úgy értelmezte, hogy az a fajok kialakulásáról szól. Ezért nevezte el híres könyvét A fajok eredetéről.

Darwin úgy gondolta, hogy a legtöbb faj közvetlenül a már létező fajokból alakult ki. Ezt nevezik anagenezisnek: új fajok keletkezése régebbi fajok változásával. Ma már úgy gondoljuk, hogy a legtöbb faj korábbi fajok szétválásával jön létre: kladogenezis.

Fajmegosztás

Két azonos indulású csoport is nagyon különbözővé válhat, ha különböző helyeken élnek. Amikor egy faj két földrajzi régióra oszlik, elindul egy folyamat. Mindegyik a saját helyzetéhez alkalmazkodik. Egy idő után az egyik csoport egyedei már nem tudnak szaporodni a másik csoporttal. Egyből két jó faj fejlődött ki.

Egy német felfedező, Moritz Wagner az 1830-as években Algériában töltött három éve alatt a röpképtelen bogarakat tanulmányozta. Mindegyik faj az északi partvidék egy-egy szakaszára korlátozódik az Atlasz-hegységből a Földközi-tengerbe ereszkedő folyók között. Amint az egyik átkel egy folyón, egy másik, de közeli rokon faj jelenik meg. Később ezt írta:

"... egy [új] faj csak akkor [keletkezik], ha néhány egyed [átlépi] elterjedési területük határát... egy új faj kialakulása soha nem fog sikerülni... a telepesek hosszú ideig tartó elkülönülése nélkül fajuk többi tagjától".

Ez egy korai beszámoló volt a földrajzi elkülönítés fontosságáról. Egy másik biológus, aki a földrajzi elkülönülést kritikusnak tartotta, Ernst Mayr volt.

A természetes fajképződés egyik példája a háromágú pálcikacsík, egy tengeri hal, amely az utolsó jégkorszak után behatolt az édesvízbe, és elszigetelt tavakban és patakokban telepeket hozott létre. Körülbelül 10 000 nemzedék alatt a pálcikacsápok nagy különbségeket mutatnak, beleértve az uszonyok variációit, a csontlemezek számának vagy méretének változását, a változó állkapocsszerkezetet és a színkülönbségeket.

Az ausztráliai wombatok két fő csoportba sorolhatók: a közönséges wombatok és a szőrös orrú wombatok. A két típus nagyon hasonlóan néz ki, eltekintve az orruk szőrösségétől. Azonban eltérő környezethez alkalmazkodtak. A közönséges wombatok erdős területeken élnek, és főleg zöld, sok nedvességet tartalmazó táplálékot fogyasztanak. Gyakran nappal táplálkoznak. A szőrös orrú wombatok forró, száraz síkságokon élnek, ahol száraz füvet esznek, amelyben nagyon kevés víz vagy jószág van. Az anyagcseréjük lassú, és a nap nagy részében a föld alatt alszanak.

Amikor két azonosnak indult csoport eléggé különbözővé válik, akkor két különböző fajjá válik. Az evolúció elméletének része, hogy minden élőlény ugyanúgy indult, de aztán az évmilliárdok során különböző csoportokra vált szét.

Ez az evolúcióbiológia fontos mozgalma volt, amely az 1930-as években kezdődött és az 1950-es években fejeződött be. Azóta is rendszeresen frissítik. A szintézis elmagyarázza, hogyan illeszkednek Charles Darwin elképzelései Gregor Mendel felfedezéseihez, aki rájött, hogyan öröklődnek génjeink. A modern szintézis naprakésszé tette Darwin elképzeléseit. Áthidalta a különböző típusú biológusok: genetikusok, természettudósok és paleontológusok közötti szakadékot.

Amikor az evolúció elméletét kidolgozták, nem volt egyértelmű, hogy a természetes szelekció és a genetika együtt működik. Ronald Fisher azonban megmutatta, hogy a természetes szelekció a fajok megváltoztatására képes. Sewall Wright 1931-ben magyarázta meg a genetikai sodródást.

• Evolúció és genetika: az evolúciót meg lehet magyarázni azzal, amit a genetikáról tudunk, és amit a vadon élő állatok és növények esetében látunk.
• Fontos, hogy ne egyénekben, hanem populációkban gondolkodjunk. A természetes populációkban meglévő genetikai változatosság az evolúció egyik kulcstényezője.
• Evolúció és fosszíliák: ugyanazok a tényezők, amelyek ma hatnak, a múltban is hatottak.
• Fokozatosság: az evolúció fokozatos, és általában kis lépésekben megy végbe. Ez alól van néhány kivétel, nevezetesen a poliploidia, különösen a növényeknél.
• Természetes szelekció: az állatok és a növények vadonbeli létért folytatott küzdelme okozza a természetes szelekciót. A természetes szelekció ereje a vadonban nagyobb volt, mint amire még Darwin is számított.
• A genetikai sodródás fontos lehet kis populációkban.
• Az evolúció sebessége változó lehet. A fosszíliák nagyon jól bizonyítják, hogy a különböző csoportok különböző ütemben fejlődhetnek, és hogy egy állat különböző részei különböző ütemben fejlődhetnek. ^{p292, 397}

Koevolúció

A koevolúció az, amikor egy faj léte szorosan kapcsolódik egy vagy több másik faj életéhez.

Az egyik fajban megjelenő új vagy "továbbfejlesztett" alkalmazkodási módokat gyakran követi a rokon tulajdonságok megjelenése és elterjedése a többi fajban. Az élőlények élete és halála szorosan összefügg, nemcsak a fizikai környezettel, hanem más fajok életével is.

Ezek a kapcsolatok évmilliókon keresztül folytatódhatnak, ahogyan a virágos növények rovarok általi beporzása is. A megkövesedett bogarak és legyek béltartalma, szárnyszerkezete és szájszervei arra utalnak, hogy korai beporzóként működtek. A bogarak és az angiospermák közötti kapcsolat az alsó kréta időszakában az angiospermák és a rovarok párhuzamos sugárzásához vezetett a késő kréta időszakában. A nektáriumok kialakulása a felső kréta kori virágokon a himnopterák és az angiospermák közötti kölcsönösség kezdetét jelzi.

Az élet fája

Charles Darwin volt az első, aki ezt a metaforát a biológiában használta. Az evolúciós fa a különböző biológiai csoportok közötti kapcsolatokat mutatja be. Tartalmazza a DNS-, RNS- és fehérjeelemzésből származó adatokat. Az életfa-munka a hagyományos összehasonlító anatómia, valamint a modern molekuláris evolúciós és molekuláris óra kutatás eredménye.

Ennek a munkának a fő alakja Carl Woese, aki meghatározta az Archaea-t, az élet harmadik tartományát (vagy királyságát). Az alábbiakban a mai felfogás leegyszerűsített változata olvasható.

Makroevolúció

Makroevolúció: a fajok szintje feletti változások tanulmányozása, és azok lezajlása. Az ilyen vizsgálat alapadatai a fosszíliák (paleontológia) és az ősi környezetek rekonstrukciója. Néhány téma, amelyek tanulmányozása a makroevolúció körébe tartozik:

• Adaptív sugárzás, mint például a kambriumi robbanás.
• A biológiai sokféleség időbeli változásai.
• Tömeges kihalások.
• Fajmeghatározás és kihalási arányok.
• A pontosított egyensúly és a fokozatosság közötti vita.
• A fejlődés szerepe az evolúció alakításában: heterokrónia; hox-gének.
• A főbb kategóriák eredete: cleidoikus tojás; a madarak eredete.

Ez egy kényelmi kifejezés: a legtöbb biológus számára nem utal semmilyen változásra az evolúció folyamatában. ^p87 Néhány paleontológus számára az, amit a fosszilis feljegyzésekben látnak, nem magyarázható meg pusztán a fokozatos evolúciós szintézissel. Ők vannak kisebbségben.

Altruizmus és csoportos szelekció

Az altruizmus - egyesek hajlandósága arra, hogy feláldozzák magukat másokért - széles körben elterjedt a társas állatok körében. Mint fentebb kifejtettük, a következő generáció csak azokból származhat, akik túlélnek és szaporodnak. Egyes biológusok úgy gondolták, hogy ez azt jelenti, hogy az altruizmus nem fejlődhet ki a szelekció szokásos folyamata révén. Ehelyett egy "csoportszelekciónak" nevezett folyamatot javasoltak. A csoportszelekció arra az elképzelésre utal, hogy az allélok azért rögzülhetnek vagy terjedhetnek el egy populációban, mert előnyöket biztosítanak a csoportoknak, függetlenül attól, hogy az allélok milyen hatással vannak az adott csoporton belüli egyedek fittségére.

A kritikák több évtizeden át komolyan kétségbe vonták a csoportszelekciót mint az evolúció egyik fő mechanizmusát.

Egyszerű esetekben azonnal látható, hogy a hagyományos kiválasztás elegendő. Ha például egy testvér feláldozza magát három testvérért, akkor a cselekedetre való genetikai hajlam megnő. Ennek oka, hogy a testvérek átlagosan 50%-ban osztoznak a genetikai örökségen, és az áldozatos cselekedet a következő generációban a gének nagyobb mértékű képviseletét eredményezte.

Az altruizmust ma már általában úgy tekintik, mint ami a standard szelekcióból ered. Ernst Mayr figyelmeztető megjegyzése és William Hamilton munkássága egyaránt fontos e vita szempontjából.

Hamilton egyenlete

Hamilton egyenlete azt írja le, hogy az altruista viselkedés génje elterjed-e egy populációban vagy sem. A gén akkor terjed, ha az rxb nagyobb, mint c:

r b > c {\displaystyle rb>c\\ }

ahol:

• c {\displaystyle c\ } az altruista reprodukciós költsége,
• b {\displaystyle b\ } az altruista viselkedés címzettjének reprodukciós haszna, és
• r {\displaystyle r\ } a populáció átlaga feletti valószínűsége annak, hogy az egyedek osztoznak egy altruista génben - a "rokonsági fok".

Szexuális szaporodás

Elsőre úgy tűnhet, hogy a szexuális szaporodás hátrányban van az aszexuális szaporodással szemben. Ahhoz, hogy előnyös legyen, az ivaros szaporodásnak (kereszthengerlés) le kell küzdenie egy kétszeres hátrányt (a szaporodáshoz ketten kellenek), valamint a párkeresés nehézségét. Akkor miért olyan szinte általános a nemi szaporodás az eukarióták között? Ez a biológia egyik legrégebbi kérdése.

A választ már Darwin óta tudjuk: mert a nemi populációk jobban alkalmazkodnak a változó körülményekhez. Egy nemrégiben végzett laboratóriumi kísérlet szerint valóban ez a helyes magyarázat.

"A populációk keresztezésekor genetikai rekombináció történik a különböző szülői genomok között. Ez lehetővé teszi, hogy a kedvező mutációk elkerüljék a káros allélokat az eredeti háttérben, és kombinálódjanak más kedvező allélokkal, amelyek a populációban máshol keletkeznek. Az öntenyésztő populációkban az egyedek nagyrészt homozigóta egyedek, és a rekombinációnak nincs hatása".

A fő kísérletben a fonálférgeket két csoportra osztották. Az egyik csoportban teljes egészében outcrossing, a másikban teljes egészében selfing volt. A csoportokat rögös terepviszonyoknak tették ki, és ismételten mutagénnek tették ki őket. 50 generáció után az önző populáció fitneszében (= túlélés) jelentős csökkenés mutatkozott, míg az outcrossing populációban nem mutatkozott csökkenés. Ez egyike azon tanulmányoknak, amelyek azt mutatják, hogy a szexualitásnak valódi előnyei vannak a nem szexuális szaporodási formákkal szemben.

Fontos tevékenység a mesterséges szelekció a háziasításra. Ez az, amikor az emberek tulajdonságaik alapján választják ki, hogy mely állatokból tenyésztenek. Az emberek ezt már évezredek óta alkalmazzák a növények és állatok háziasítására.

Az utóbbi időben lehetővé vált a géntechnológia alkalmazása. Ma már olyan új technikák állnak rendelkezésre, mint a "géncélzás". Ennek célja új gének beillesztése vagy régi gének kiiktatása a növény vagy állat genomjából. E munkáért már több Nobel-díjat is kiosztottak.

Az evolúció tanulmányozásának valódi célja azonban az, hogy megmagyarázza és segítse a biológia megértését. Elvégre ez az első jó magyarázat arra, hogy az élőlények hogyan váltak olyanná, amilyenek. Ez nagy eredmény. A gyakorlati dolgok főként a Gregor Mendel által elindított tudományágból, a genetikából, valamint a molekuláris és sejtbiológiából származnak.

2010-ben a Nature folyóirat 15 témát választott ki az "evolúció gyöngyszemei" közé. Ezek a következők voltak:

Drágakövek a fosszilis feljegyzésekből

1. A bálnák szárazföldön élő ősei
2. A vízből a szárazföldre (lásd tetrapoda)
3. A tollak eredete (lásd a madarak eredete)
4. A fogak evolúciós története
5. A gerincesek csontvázának eredete

Ékkövek az élőhelyekről

1. Természetes szelekció a fajképződésben
2. Természetes szelekció a gyíkokban
3. A koadaptáció esete
4. A vadon élő madarak differenciált szóródása
5. Szelektív túlélés vadon élő guppiknál
6. Az evolúciós történelem számít

Molekuláris folyamatokból származó drágakövek

1. Darwin galápagoszi pintyei
2. A mikroevolúció találkozik a makroevolúcióval
3. Kígyók és kagylók toxinrezisztenciája
4. Változás kontra stabilitás

• A Nature a legrégebbi tudományos hetilap. A link szabad szöveges fájlként tölthető le, hivatkozásokkal együtt. A cél az, hogy a tanárok számára is elérhetővé tegyük az információkat.

Viták az evolúció tényéről

Az az elképzelés, hogy minden élet kialakult, már Charles Darwin A fajok eredetéről című könyvének megjelenése előtt is felmerült. Egyesek még ma is vitatkoznak az evolúció fogalmáról, és arról, hogy mit jelent ez számukra, a filozófiájuk és a vallásuk számára. Az evolúció valóban megmagyaráz néhány dolgot az emberi természetünkkel kapcsolatban. Az emberek az evolúció társadalmi vonatkozásairól is beszélnek, például a szociobiológiában.

Egyesek vallásos meggyőződése szerint a földi életet egy isten teremtette. Annak érdekében, hogy az evolúció gondolata illeszkedjen ehhez a hithez, az emberek olyan elképzeléseket használtak, mint az irányított evolúció vagy a teista evolúció. Ezek szerint az evolúció valós, de valamilyen módon irányított.

A teista evolúciónak sokféle koncepciója létezik. Sok kreacionista úgy véli, hogy a vallásukban található teremtésmítosz ellentétes az evolúció eszméjével. Ahogy Darwin felismerte, az evolúciós gondolat legvitatottabb része az, hogy mit jelent az emberi eredetre nézve.

Egyes országokban, különösen az Egyesült Államokban, feszültség van az evolúciót elfogadó és az azt elutasító emberek között. A vita leginkább arról folyik, hogy kell-e az evolúciót tanítani az iskolákban, és milyen módon.

Más területek, például a kozmológia és a földtudomány szintén nem egyeznek meg számos vallási szöveg eredeti írásaival. Ezeket az elképzeléseket egykor szintén hevesen ellenezték. Eretnekség miatt halállal fenyegették azokat, akik ellene írtak annak az elképzelésnek, hogy a Föld a világegyetem középpontja.

Az evolúcióbiológia egy újabb keletű elképzelés. Bizonyos vallási csoportok jobban ellenzik az evolúció gondolatát, mint más vallási csoportok. A római katolikus egyház például a következő álláspontot képviseli az evolúcióval kapcsolatban: XII. Pius pápa az 1950-es években kiadott Humani Generis enciklikájában azt mondta:

"Az Egyház nem tiltja, hogy (...) kutatás és vita (...) folyjon az evolúciós tanítással kapcsolatban, amennyiben az emberi test eredete, mint a már létezés előtti és élő anyagból származó eredetét kutatja", XII. Pius pápa Humani Generis

János Pál pápa 1996-ban aktualizálta ezt az álláspontot. Azt mondta, hogy az evolúció "több mint hipotézis":

"Humani Generis című enciklikájában már elődöm, XII. Pius [azt mondta], hogy nincs ellentét az evolúció és a hit tanítása között az emberről és hivatásáról. (...) Ma, több mint fél évszázaddal (...) az említett enciklika után (...) néhány új felfedezés arra vezet bennünket, hogy az evolúciót többnek ismerjük el, mint hipotézist. Valójában figyelemre méltó, hogy ez az elmélet fokozatosan egyre nagyobb hatással van a kutatók szellemére, a különböző tudományterületeken tett felfedezések sorozata nyomán" - mondta II. János Pál pápa a Pápai Tudományos Akadémiához intézett beszédében.

Az anglikán közösség szintén nem ellenzi az evolúció tudományos leírását.

Az evolúció felhasználása más célokra

Az evolúciót elfogadók közül sokan nem nagyon érdeklődtek a biológia iránt. Őket az érdekelte, hogy az elméletet a saját társadalmi elképzeléseik alátámasztására használják fel.

Rasszizmus

Néhányan megpróbálták az evolúciót a rasszizmus alátámasztására használni. A rasszizmust igazolni akaró emberek azt állították, hogy bizonyos csoportok, például a feketék, alacsonyabb rendűek. A természetben egyes állatok valóban jobban túlélnek, mint mások, és ez valóban ahhoz vezet, hogy az állatok jobban alkalmazkodnak a körülményeikhez. A világ különböző részeiről származó embercsoportok esetében az evolúció csak annyit tud mondani, hogy valószínűleg mindegyik csoport jól alkalmazkodott az eredeti helyzetéhez. Az evolúció nem mond ítéletet a jobb vagy rosszabb helyzetről. Nem mondja azt, hogy bármelyik emberi csoport felsőbbrendű lenne bármelyik másiknál.

Eugenika

Az eugenika e csodálatos ötlete egészen más volt. Két dolgot már a 18. században észrevettek. Az egyik a gazdák nagy sikere volt a szarvasmarha- és haszonnövénynemesítésben. Ezt úgy tették, hogy kiválasztották, mely állatok vagy növények hozzák létre a következő generációt (mesterséges szelekció). A másik megfigyelés az volt, hogy az alsóbb osztálybelieknek több gyermekük született, mint a felsőbb osztálybelieknek. Ha (és ez egy nagy ha) a felsőbb osztályok érdemben voltak ott, akkor a gyermekhiányuk pontosan az ellenkezője volt annak, aminek történnie kellett volna. Az alsóbb osztályok gyorsabb szaporodása a társadalom romlásához vezetne.

Az emberi faj szelektív nemesítéssel történő javításának gondolatát eugenikának nevezik. Az elnevezést Francis Galton, egy okos tudós javasolta, aki jót akart tenni. Azt mondta, hogy az emberi állományt (génállományt) szelektív tenyésztési politikával kell javítani. Ez azt jelentené, hogy a "jó állománynak" minősülő személyek jutalmat kapnának, ha szaporodnának. Mások azonban azt javasolták, hogy a "rossz állománynak" tekintetteket kötelező sterilizálásnak, prenatális teszteknek és születésszabályozásnak kellene alávetni. A német náci kormány (1933-1945) az eugenikát szélsőséges faji politikájának fedezésére használta, borzalmas eredményekkel.

Galton elképzelésével az a probléma, hogy hogyan döntsük el, mely tulajdonságokat válasszuk ki. Annyi különböző képességgel rendelkezhetnek az emberek, hogy nem lehetne megegyezni abban, hogy ki a "jó és ki a "rossz állomány". Inkább abban volt nagyobb egyetértés, hogy kit nem szabadna tenyészteni. Több országban törvényt hoztak a nemkívánatos csoportok kötelező sterilizálására. A legtöbb ilyen törvényt 1900 és 1940 között fogadták el. A második világháború után a nácik tettei miatti undor elfojtott minden további eugenikai kísérletet.

Algoritmus tervezés

Egyes egyenletek megoldhatók evolúciót szimuláló algoritmusokkal. Az evolúciós algoritmusok így működnek.

Társadalmi darwinizmus

Egy másik példa arra, hogy az evolúcióval kapcsolatos elképzeléseket a társadalmi cselekvés támogatására használják fel, a szociáldarwinizmus. A szociáldarwinizmus a 19. századi társadalomfilozófus, Herbert Spencer elképzeléseit jelöli. Spencer úgy vélte, hogy a legerősebbek túlélését a kereskedelemre és az emberi társadalmak egészére is alkalmazni lehet és kell.

Ismét voltak, akik ezeket az eszméket arra használták, hogy a rasszizmust és a kíméletlen gazdaságpolitikát igazolták. Ma a legtöbb biológus és filozófus azt mondja, hogy az evolúció elméletét nem szabad alkalmazni a társadalompolitikában.

Vita

Vannak, akik nem értenek egyet az evolúció gondolatával. Számos okból nem értenek egyet vele. Ezeket az okokat leggyakrabban a vallási meggyőződésük befolyásolja, vagy azon alapulnak. Azok az emberek, akik nem értenek egyet az evolúcióval, általában a kreacionizmusban vagy az intelligens tervezésben hisznek.

Ennek ellenére az evolúció a tudomány egyik legsikeresebb elmélete. Az emberek felfedezték, hogy hasznos lehet a különböző kutatásokhoz. A többi javaslat egyike sem magyaráz meg olyan jól dolgokat, mint például a fosszilis feljegyzések. Tehát szinte minden tudós számára az evolúció nem kétséges.

• Emberi evolúció