Как работи еволюцията?

Какв0 е еволюцията? Еволюцията е развитието на живота на Земята. Това е процес, който е започнал преди милиарди години и продължава до днес. Еволюцията ни разкрива защо животът на Земята е толкова разнообразен. Тя ни показва как примитивните протозои са се превърнали в различни видове, които ние виждаме днес. Еволюцията, тогава е отговорът на въпроса, който си задаваме, когато видим дакел и немски дог заедно.

Как е възможно предци да имат потомство, което изглежда много по-различно от тях?

При отговора на този въпрос ние ще се фокусираме върху животните, като изключим другите форми на живот, като например гъби и растения.

Следователно, първият въпрос е: как може едно животно да създаде цял нов животински вид?

Но преди това, само един бърз въпрос: какво всъщност е вид?

Видът е общност от организми, които са в състояние да произвеждат потомство един с друг, като тяхното потомство също може да се възпроизвежда. За да разберем този отговор по-добре, трябва да отбележим няколко момента: уникалността на живите същества е гарантирана чрез свръхпроизводство на потомство и като втори ключов момент – отборът.

Нека започнем с уникалността. Всяко същество, което съществува, е уникално и това е от съществено значение за еволюцията. Членовете на един вид може много да приличат помежду си на външен вид, но въпреки това, всички те имат малко по-различни качества и характеристики. Те могат да са малко по-големи, по-дебели, по-силни или по-смели, отколкото останалите животни.

Каква е причината за тези различия? Нека погледнем даден индивид по-отблизо.

Всяко същество е съставено от клетки. Тези клетки имат ядро. Ядрото съдържа хромозоми, а те от своя страна са изградени от ДНК. ДНК се състои от различни гени. Те са преносители на информацията на живота. Те съдържат инструкции и заповеди за клетките, и определят характеристиките и качествата, които живите същества имат. Именно тази ДНК е уникална за всяко създание. Тя е различна при отделните индивиди, поради което всеки има малко по-различни характеристики.

Но как е създаден огромният диапазон на ДНК?

Един ключов фактор е свръхпроизводството на потомство. В природата можем да наблюдаваме, че някои индивиди обикновено произвеждат много по-голямо потомство, отколкото е необходимо за оцеляването на вида им, а в резултат много от потомството измира още като младо. Често има много по-голямо поколение, от колкото средата, в която живее, е в състояние да поддържа. Това е един от факторите за увеличаване на разнообразието във видовете. Колкото по-многобройно поколение е “произведено”, толкова повече малки разлики ще се появят, а това е нещото, което природата иска: възможно най-много малки разлики – разнообразие . Природата не търпи еднообразие!

Втората основна причина за уникалността на видовете се появява в самата наследственост . Между другото, наследственост означава предаването на ДНК на поколението. Два много интересни фактори играят роля в този процес: рекомбинация и мутация .

Рекомбинацията е произволно смесване на ДНК на две същества. Когато два индивида се чифтосват, те рекомбинират гените си два пъти. Първият път те правят това поотделно, когато генерират гаметите – това са сперматозоидите и яйцеклетките. Гаметите съдържат едно копие от генома на възрастния индивид – затова той е хаплоиден. Соматичните клетки имат диплоиден геном – две копия. Втората рекомбинацията се случва, когато мъжкият индивид оплоди женския. Всеки от родителите осигурява 50% от ДНК, с други думи, 50% от своите уникални характеристики и способности. След това те се рекомбинират или смесват, а резултатът е ново поколение. Това потомство има случайна комбинация от ДНК и следователно притежават чертите и характеристиките на техните родители. Това увеличава разнообразието и различията в рамките на даден вид още повече, но мутациите също са важни за еволюцията.

Мутациите са случайни промени в ДНК. Те могат също така да бъдат описани като копирни грешки в ДНК, предизвикани от токсини или други химически вещества, от радиация. Могат да настъпят и спонтанно, защото ензимите, които копират ДНК не са безгрешни…

Мутацията се появява, когато част от ДНК се променя. Тези промени често са отрицателни и може да доведат до заболявания като рак. Въпреки това, те могат също да имат неутрални или положителни въздействия, като например синият цвят на очите при хората. При всички случаи мутацията трябва да повлияе на гаметите – сперматозоидите и яйцеклетките, защото само ДНК в гаметите се предава на потомството.Това е и причината, поради която ние защитаваме нашите полови органи по време на рентгенови лъчи, а други части на тялото не са изложени на риск.

Като обобщение, в процеса на наследствеността, индивидите предават своите характеристики на потомството си под формата на ДНК. Рекомбинацията и мутацията променят ДНК, така че всяко да дете изглежда по различен начин от своите братя и сестри и получава случайна смесица от характеристиките на родителите си.

Тук има ключова дума: случаен . Всички тези процеси са базирани на случайността. Случайни рекомбинации и мутации водят до индивиди със случайни характеристики и способности, които от своя страна се смесват произволно и се предават напред.

Но как може всичко това да се сведе до шанс, когато всички живи същества са толкова перфектно адаптирани към околната си среда, като например анамската пръчка, колибрито и жабата-риба?

Отговорът е всъщност вторият ключов момент: селекцията. Всяко отделно същество е подложено на процес на естествен отбор. Както знаем, всеки индивид е малко по-различен от себеподобните си и има богато разнообразие в един вид. Влиянието на околната среда оказва въздействие върху живите същества. Тези така наречени фактори за подбор включват: хищници, паразити, животни от един и същи вид, токсини, промени в местообитанията или климата. Подборът е процес, който всеки индивид претърпява.

Всяко същество има уникална комбинация от качества и характеристики. Този микс им помага да оцелеят в тяхната околна среда, или пък обратното, в зависимост от случая. Всички същества с неподходящ микс ще бъдат селектирани от околната среда. Тези с правилната комбинация оцеляват и получават възможността да предадат техните качества и характеристики. Ето защо разнообразието е толкова важно. Това е причината индивидите да произвеждат възможно най-различно поколение. Те увеличават вероятността най-малко един от тяхното потомство да премине процеса на естествен отбор. Така те увеличават шансовете си за оцеляване.

Един добър пример за това може да бъдат група амадини, живеещи на отдалечен остров. Те са едни от най-известните животни в света на науката и са известни като Дарвини амадини, именувани на техния откривател – Чарлз Дарвин, а това е историята на тези чинки.

Преди няколко стотин години, една малка група от чинките е била отдалечена на островите Галапагос в средата на Тихия океан, най-вероятно от голяма буря. Амадините се оказали в обстановка, която е била изцяло нова за тях. Истински рай за чинките: разнообразие от храна и свобода от хищници. Те се размножили бързо и станали многобройни. Островите скоро са били претъпкани от амадини. Това означава, че хранителните запаси ставали все по-оскъдни. Раят на амадините е бил заплашен от глад и птиците станали конкуренти. Тогава естествение подбор се намесил. Тяхната индивидуалност и малки разлики, в този случай с малко по-различни човки означавало, че някои от птиците са били в състояние да избегнат съревнованието с останалите чинки. Човките на някои от чинките са били по-подходящи за изкопаване на червеи. Други чинки са били в състояние да използват човките си за ядене на семена. Така амадините разрешили своите екологични проблеми. Те били в безопасност от конкуренцията. Скоро започнали да се чифтосват предимно с амадините, които имали едни и същи белези. В течение на много поколения, тези характеристики се подобрили, правейки амадините различни на вид. Разликите между птиците, които ядат червеи и тези, които ядат семки, станали толкова големи, че те вече не били в състояние да се чифтосват един с друг. В резултат на това се появили различни видове. Днес има 14 различни вида на амадини, живеещи на островите Галапагос, всички от които са произлезли от една и съща група амадини.

Ето как новите видове биват създадени от еволюцията: чрез взаимодействието на уникални индивиди, свръхпотомство, рекомбинация и мутация в наследствеността и накрая, чрез подбор.

А защо това е толкова важно?

То ни показва защо има такова голямо разнообразие от животни и защо всички са перфектно адаптирани към околната си среда. Но това също така засяга и нас. Всеки човек е продукт на 3.5 милиарда години еволюция, а това включва и вас. Вашите предци са се борели и адаптирали, за да оцелеят. Това оцеляване е било изключително несигурно. Ако вземем предвид факта, че 99% от всички видове, които са живели някога са изчезнали, тогава можете да се приемете за част от историята на един успех. Динозаврите са изчезнали, но вие сте живи, за да прочетете тази статия, защото вие сте невероятно специални, точно като всички други същества, които съществуват днес – неповторими и уникални в цялата Вселена.