Modern evolúciós szintézis

Az elmélet

A modern szintézis korszerűsítette Darwin elképzelését. Áthidalta a különböző típusú biológusok - genetikusok, természettudósok és paleontológusok - közötti szakadékot.

Ez azt állítja, hogy:

1. Az evolúciót meg lehet magyarázni azzal, amit a genetikáról tudunk, és amit a vadon élő állatok és növények esetében látunk.
2. A természetes populációkban található gének (allélok) változatossága az evolúció egyik kulcstényezője.
3. A természetes szelekció a változás fő mechanizmusa. Még egy nagyon csekély előny is fontos lehet, amely generációról generációra folytatódik. A vadon élő állatok és növények létért folytatott küzdelme okozza a természetes szelekciót. Csak azok adják tovább génjeiket a következő generációnak, akik túlélnek és szaporodnak
   . Úgy találjuk, hogy a természetes szelekció ereje a vadonban nagyobb volt, mint amire még Darwin is számított.
4. Az evolúció fokozatos: természetes szelekció történik, és a kis genetikai változások összegyűlnek. A fajok csak kis mértékben változnak egyik generációról a másikra. Időről időre előfordulnak nagy változások, de ezek nagyon ritkák. A genetikai sodródás általában kevésbé fontos, mint a természetes szelekció. Kis populációkban fontos lehet.
5. A paleontológiában megpróbáljuk megérteni a kövületekben az idők folyamán bekövetkező változásokat. Úgy gondoljuk, hogy ugyanazok a tényezők, amelyek ma is hatnak, a múltban is hatottak.
6. A körülmények változásával az evolúció üteme gyorsabb vagy lassabb lehet, de az okok ugyanazok.

Sokat vitatták azt az elképzelést, hogy a populációk szétválása után új fajok jönnek létre. A földrajzi elszigeteltség gyakran vezet fajkialakuláshoz. A növények esetében a poliploidia minden fajképződési szemléletben szerepel.

"Az evolúció főként az allélok gyakoriságának egyik generációról a másikra bekövetkező változásaiból áll".

Ez mutatja, hogy egyes biológusok hogyan látják a szintézist.

A szintézis szinte minden aspektusát időnként megkérdőjelezték, különböző sikerrel. Kétségtelen azonban, hogy a szintézis nagy mérföldkő volt az evolúcióbiológiában. Számos zavart tisztázott, és közvetlenül hozzájárult ahhoz, hogy a második világháborút követően számos kutatást ösztönzött.

A szintézis után

A szintézis óta számos felfedezés született a földtudományok és a biológia területén. Az alábbiakban felsorolunk néhányat azok közül a témák közül, amelyek az evolúciós szintézis szempontjából relevánsak, és amelyek megalapozottnak tűnnek.

A Föld történetének megértése

A Föld az a színpad, amelyen az evolúciós színjáték játszódik. Darwin az evolúciót Charles Lyell geológiájának összefüggésében tanulmányozta, de ma már több történelmi geológiát ismerünk.

• A Föld korát felfelé módosították. A becslések szerint 4,56 milliárd év, ami a világegyetem korának körülbelül egyharmada. A fanerozoikum ennek az időnek csak az utolsó 1/9-ét foglalja el.

• Alfred Wegener elképzelése a kontinentális sodródásról 1960 körül vált elfogadottá. A lemeztektonika alapelve, hogy a litoszféra különálló és elkülönülő tektonikus lemezek formájában létezik. Ezek a lemezek lassan mozognak az alatta lévő asztenoszférán. Ez a felfedezés összekapcsolja az olyan jelenségeket, mint a vulkánok, a földrengések és az orogenezis, és számos paleogeográfiai kérdéshez szolgáltat adatokat. Egy fontos kérdés még mindig tisztázatlan: mikor kezdődött a lemeztektonika?

• A Föld légkörének fejlődésével kapcsolatos ismereteink fejlődtek. A légkörben a proterozoikumban a szén-dioxid helyett oxigén jelent meg. Ezt valószínűleg cianobaktériumok okozták, amelyek kolóniái sztromatolitok formájában megkövesedtek. Ez a Nagy Oxigénesemény vezetett az aerob élőlények evolúciójához. Ez vezetett az első nagy jégkorszakokhoz is.

• A geológusok találtak és tanulmányozták a mikrobiális élet kövületeit. Ezeket a kőzeteket körülbelül 3,465 milliárd évvel ezelőttre datálták. Walcott volt az első geológus, aki vékony kőzetszelvények mikroszkópos vizsgálata alapján azonosította a Kambrium előtti fosszilis baktériumokat. Ő is úgy vélte, hogy a sztromatolitok szerves eredetűek. Elképzeléseit akkoriban nem fogadták el, de ma már nagy felfedezésként értékelhetjük.

• A paleoklímára vonatkozó információk egyre inkább rendelkezésre állnak, és a paleontológiában is felhasználásra kerülnek. Egy példa: a proterozoikumban hatalmas jégkorszakok következtek be, miután a légkörben nagymértékben csökkent a CO₂ . Ezek a jégkorszakok rendkívül hosszúak voltak, és a mikroflóra összeomlásához vezettek. Lásd még a kriogén időszakot és a Hógolyóföldet.

• Katasztrofizmus és tömeges kihalások. A katasztrofizmus részleges visszailleszkedése megtörtént, és a tömeges kihalások jelentősége a nagyléptékű evolúcióban most már nyilvánvaló. A kihalási események megzavarják az élet számos formája közötti kapcsolatokat, eltávolíthatják a domináns formákat, és adaptív sugárzási folyamatot indíthatnak el a megmaradt csoportok között. Az okok között szerepelnek meteoritbecsapódások (K-T átmenet; end-ordovícium kihalási események); árvízi bazaltprovinciák (Dekkán-csapdák a K/T átmenetnél; Szibériai csapdák a P-T átmenetnél); és más, kevésbé drámai folyamatok.

Következtetés: A földtörténet jelenlegi ismereteink erősen arra utalnak, hogy a nagyszabású geofizikai események befolyásolták a makroevolúciót és a megaevolúciót. Ezek a kifejezések a fajok szintje feletti evolúcióra utalnak, beleértve az olyan eseményeket, mint a tömeges kihalás, az adaptív sugárzás és az evolúció nagy átmenetei.

Fosszilis felfedezések

A 20. század végétől kezdve a tudósok a világ olyan részein végeztek ásatásokat, amelyeket korábban alig vizsgáltak. A 19. században felfedezett, de akkoriban nem méltányolt fosszíliák is újból felértékelődtek. Számos kiemelkedő felfedezést tettek, és ezek közül néhány az evolúciós elméletre is hatással van.

• A jeholi biota felfedezése: dinobogarak és korai madarak az északkelet-kínai Liaoning alsó kréta korszakából. Ez azt mutatja, hogy a madarak valóban a coelurosauriai theropoda dinoszauruszokból fejlődtek ki.
• Tanulmányok a felső devonból származó törzstetrapodákról.
• A bálnák evolúciójának korai szakaszai.
• A laposhalak (pleuronectiformes), például a sima lepényhal, a nyelvhal, a nagy rombuszhal és a laposhal evolúciója. Fiataljaik tökéletesen szimmetrikusak, de a fejük átalakul a metamorfózis során. Az egyik szem a másik oldalra, a másik szem közelébe kerül. Egyes fajoknál mindkét szem a bal oldalon van (nagy rombuszhal), másoknál a jobb oldalon (laposhal, nyelvhal); az összes eddig élő és fosszilis laposhalnál egy "szemes" és egy "vak" oldal látható. Darwin a szem fokozatos vándorlását jósolta az evolúció során, ami az élő formák metamorfózisát tükrözi.
  Az eocénből
   származó két fosszilis faj nemrégiben végzett vizsgálata azt mutatja, hogy "a laposhalak testfelépítésének kialakulása fokozatosan, lépésről lépésre történt". A köztes szakaszok teljes mértékben életképesek voltak: ezek a formák két földtörténeti szakaszon keresztül terjedtek, és olyan lelőhelyeken találhatók, amelyeken a teljes koponyaaszimmetriával rendelkező laposhalak is előfordultak. A laposhalak evolúciója pontosan az evolúciós szintézisbe illeszkedik.

Evo-devo

A genetika területén végzett fontos munka az állatok fejlődésének új megközelítését eredményezte. A területet evolúciós fejlődésbiológiának, röviden evo-devónak nevezik.

Egyértelműen bizonyított, hogy a fejlődés nagy részét a hox-géneket érintő speciális genetikai rendszerek szabályozzák. Nobel-díjas előadásában E. B. Lewis azt mondta: "Végső soron a [vezérlő komplexek] összehasonlítása az egész állatvilágban képet kell, hogy adjon arról, hogyan fejlődtek a szervezetek, valamint a [vezérlő gének]".

2000-ben a Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) egy külön szekciót szentelt az evo-devónak, és a Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution egy egész 2005-ös számát az evolúciós innováció és a morfológiai újdonságok kulcsfontosságú evo-devó témáinak szentelték.

Az általános olvasó számára készült áttekintés a területről példákat hoz.

Kapcsolódó oldalak

• Evolúció
• Természetes szelekció
• Evolúciós fejlődésbiológia