תוֹכֶן
- תורת האבולוציה של דארווין
- מהי עדות אבולוציונית?
- מהי בחירה טבעית?
- 11 סיבות מדוע האבולוציה היא אמיתית
- לראות זה להאמין
- יישומים מסחריים של תורת דארווינס
המאה ה -19 הייתה תקופה של תגליות מדעיות פורצות דרך שהעלו ריבוי בעבר על תיאוריות על מקור כדור הארץ והאנושות. בשנת 1855 פרסם אלפרד ראסל וואלאס את הצעתו לתורת האבולוציה בדרך של בחירה טבעית, ואחריה יצירה שפרסם צ'ארלס דארווין משנת 1859 על מקור המינים.
שנים של עבודה אספו ראיות משכנעות שהביאו לקבלה רחבה של תורת האבולוציה על ידי חוקרים ברחבי העולם.
תורת האבולוציה של דארווין
הטבע הטבע צ'רלס דארווין בילה שנים בניתוח עדויות להתפתחות לפני שפרסם את ממצאיו. התיאוריה שלו הושפעה מאוד על ידי חוקרים בעלי דעות דומות של התקופה, ובמיוחד אלפרד ראסל וואלאס, ג'יימס האטון, תומאס מלתוס וצ'רלס לייל.
על פי תורת האבולוציה, אורגניזמים משתנים ומתאימים לסביבתם כתוצאה מתכונות פיזיות והתנהגותיות בירושה שהועברו מהורה לצאצאים.
הגדרת האבולוציה של דארווין התמקדה ברעיון של שינוי איטי והדרגתי לאורך דורות חוזרים, אותו כינה "מוצא עם שינויים"הוא הציע שמנגנון האבולוציה הוא הברירה הטבעית. התצפיות של דארווין הובילו אותו למסקנה כי וריאציות תכונות בקרב אוכלוסייה מעניקות לאורגניזמים חיים מסוימים יתרון תחרותי להישרדות ולהתרבות.
מהי עדות אבולוציונית?
העדויות להגדרת האבולוציה נובעות בכבדות מהמחקרים הביוגיאוגרפיים של וואלאס ביער הגשם באמזונס והתצפיות של דארווין על איי גלפגוס הבתוליים. שני החוקרים הגדירו ראיות אבולוציוניות כהוכחה לקשר בין אורגניזמים חיים לאביהם המשותף.
תגליות מרגשות באיי גלפגוס סיפקו לדרווין בסיס איתן ללחוץ על רעיון האבולוציה והברירה הטבעית. לדוגמה, דרווין ציין וריאציות מקוריות שונות באוכלוסייה הטבעית בגביעים בגלאפגוס, ובהמשך הבין את חשיבות הממצאים שלו. דארווין הבחין שמינים החינקים השונים נולדו מזן דרום אמריקאי שהיגר לגלפגוס.
מסקנותיו של דארווין אוששו במחקרים שנערכו לאחרונה על ידי אקלימולוגים פיטר ורוזמרי גרנט. המענקים נסעו לאיי גלפגוס ותיעדו כיצד שינויים בטמפרטורה שינו את אספקת המזון. כתוצאה מכך, סוגים מסוימים של מינים נפטרו בעוד שאחרים שרדו, בזכות שינויים תכונתיים מסוימים באוכלוסייה, כמו שטרות ארוכים וחוששים שיגיעו לחרקים.
מהי בחירה טבעית?
הברירה הטבעית מביאה להישרדות החזקות ביותר, כלומר אורגניזמים המותאמים טוב יותר מביאים מינים פחות מותאמים יותר. דוגמאות ללחצי בחירה כוללות:
שינויים בירושה מצטברים ויכולים לגרום להופעתו של מין חדש. דארווין טען כי כל היצורים החיים צאצאים מאב קדמון משותף במשך מיליוני שנים.
11 סיבות מדוע האבולוציה היא אמיתית
1. עדויות פוסיליות
פליאנתרופולוגים עקבו אחר ההיסטוריה של ההתפתחות האנושית על ידי ניתוח עצמות מאובנות המראות כיצד גודל המוח והמראה הפיזי השתנו לאט. על פי המוזיאון הלאומי להיסטוריה טבעית של סמיתסוניאן, הומו ספיינס (בני אדם מודרניים) הם פריטים הקשורים קשר הדוק לקופי האדם הגדולים של אפריקה וחולקים אב קדמון משותף שהיה קיים לפני 6 עד 8 מיליון שנה.
רשומות מאובנים יכולות לתארך אורגניזמים מתקופות זמן מסוימות ולהראות התפתחות של מינים שונים מאב קדמון משותף. לעתים קרובות משווים בין רישומי מאובנים לעובדות ידועות על הגיאולוגיה של האזור בו היו מאובנים.
2. גילוי מינים קדומים
טרקים ציד מאובנים של דארווינס סיפקו ראיות ניכרות להתפתחות ולקיומם של מינים קדומים שנכחדו. בזמן שחקר את דרום אמריקה מצא דארווין שרידים מסוג סוס נכחד.
אבות אבותיהם של סוסים אמריקאים מודרניים היו בעלי חיים מרעה קטנים עם בהונות רגליהם וחלקו אב קדמון משותף עם קרנף. עיבודים במשך מיליוני שנים כללו שיניים שטוחות לעיסת דשא, הגדלת גודל ופרסות לריצה מהירה מטורפים.
מאובני מעבר יכול לחשוף קישורים חסרים בשרשרת האבולוציונית. לדוגמה, גילוי הסוג טיקונטיק מראה פוטנציאל את התפתחות הדגים לבעלי חיים יבשתיים עם ארבע גפיים. בנוסף להיותו מין מעבר עם זימים, טיקאאליק הקדמון הוא גם דוגמא להתפתחות פסיפס, כלומר חלקי גופו התפתחו בקצב שונה כאשר הסתגלו ממים לארץ.
3. הגדלת המורכבות של הצמחים
דשא, עצים ואלונים אדירים התפתח מסוג של אצות ירוקות ובירופיטים שהסתגלו לנחיתה לפני כ -410 מיליון שנה. נבגי מאובנים מציעים כי אצות פרימיטיביות הסתגלו לאוויר היבש על ידי פיתוח ציפוי לציפורן ומגן על הצמח.
בסופו של דבר, צמחים יבשתיים פיתחו מערכת וסקולרית ופיגמנטים פלבנואידים להגנת UV מפני השמש. מחזור החיים של הרבייה בצמחים ופטריות רב-תאיות נעשה מורכב יותר.
4. תכונות אנטומיות דומות
תורת האבולוציה מחזקת את קיומה של מבנים הומולוגיים, שהם תכונות פיזיות משותפות בין מינים מרובים, המראים שהם צאצאים מאב קדמון משותף.
כמעט לכל בעלי החיים הגפיים יש את אותו מבנה, מה שמרמז על תכונות משותפות לפני שהם מתבדלים מאב קדמון משותף. באופן דומה, החרקים כולם מתחילים עם בטן, שש רגליים ואנטנות, אך מגוונים משם למספר עצום של מינים.
5. זימים בעוברים אנושיים
עוברים מציע ראיות עוצמתיות התומכות בתורת האבולוציה. המבנה העוברי שחולקים אורגניזמים חיים זהה כמעט לחלוטין בין מינים שחוזרים לאב קדמון משותף.
למשל, לעוברים של חוליות, כולל בני אדם, יש מבנים דמויי זרע בצוואר שהם הומולוגיים עם דגי דגים. עם זאת, מאפיינים מסוימים של אבות כמו זימים על עוף עוברי אינם מתפתחים לאיבר או לתוספת בפועל.
אמבריולוגיה מציעה ראיות עוצמתיות התומכות בתורת האבולוציה. המבנה העוברי שחולקים אורגניזמים חיים זהה כמעט לחלוטין בין מינים שחוזרים לאב קדמון משותף.
למשל, לעוברים של חוליות, כולל בני אדם, יש מבנים דמויי זרע בצוואר שהם הומולוגיים עם דגי דגים. עם זאת, מאפיינים מסוימים של אבות כמו זימים על עוף עוברי אינם מתפתחים לאיבר או לתוספת בפועל.
6. מבנים תלויים וסטיגיים
מבנים Vestigial הם שאריות אבולוציוניות ששירתו מטרה לאב קדמון משותף. לדוגמה, לעוברים אנושיים יש זנב בשלבי ההתפתחות המוקדמים. הזנב הופך לעצם זנב בלתי ניתנת להבחנה מכיוון שיש זנב לא ישמש מטרה מועילה בבני אדם. זנבות בבעלי חיים אחרים עוזרים להם בפונקציות שונות כמו איזון והחלפת זבובים.
שרידי עצמות רגליים אחוריות במצרי בואה הם עדות להתפתחות לטאות לנחשים. בחלק מבתי הגידול, לטאות עם הרגליים הקצרות ביותר היו נעות יותר וקשות יותר לראייה. במשך מיליוני שנים הרגליים הפכו קצרות עוד יותר, וכמעט לא קיימות. הביטוי הנפוץ "השתמש בו או תאבד אותו" חל גם על שינוי אבולוציוני.
7. מחקר בביוגרפיה
ביוגאוגרפיה הוא ענף של ביולוגיה התומך בתורת האבולוציה של דרווינס. ביוגאוגרפיה בודקת כיצד ההתפלגות הגיאוגרפית של אורגניזמים ברחבי העולם מסתגלת לסביבות שונות.
הגיאוגרפיה ממלאת תפקיד מרכזי במפרט. הפינקים של דארווין התבדלו מאבותיהם של פינצ'ים ביבשת ובין איי גלפגוס כדי להתאים לסביבתם הנוכחית. מיני פינקלים קדומים היו אוכלי זרעים שקיננו על האדמה; עם זאת, הפינקים שגילה דרווין קיננו במקומות שונים וניזונים מקקטוס, זרעים וחרקים. גודל וצורת המקור הקשורים ישירות לתפקוד.
אי קנגורו הסמוך לאוסטרליה הוא אחד המקומות הבודדים בכדור הארץ בהם פרחי החיה פורחים יחד עם יונקים שליה ומונוטרמות מטילות ביצים. כפי שהשם מרמז, נקבים כמו קנגורו וקואלות משגשגים ומספרם הגדול של התושבים האנושיים.
לאחר שהאי נפרד מיבשת אוסטרליה, החי והצומח התפתחו לתת-מין שאינו מופרע על ידי טורפים של בעלי חיים או קולוניזציה עד שנות ה- 1800. מדענים משווים ומנוגדים בין צמחים, בעלי חיים ופטריות של היבשת לבין אלה שנמצאו באי קנגורו כדי ללמוד יותר על הסתגלות, סלקציה טבעית ושינוי אבולוציוני.
וריאציות אקראיות בצמחים ובפטריות גרמו לחלק מהאורגניזמים המתאימים יותר להתיישבות באזור חדש ולעבור לאורך הקוד הגנטי שלהם, ובכך תמכו בתיאוריית דרווינס של הברירה הטבעית.
8. הסתגלות אנלוגית
הסתגלות אנלוגית תומכת בתהליך הבחירה הטבעית ותורת האבולוציה. התאמות אנלוגיות הן מנגנוני הישרדות המותאמים על ידי אורגניזמים לא קשורים העומדים בפני לחצי סלקציה דומים.
השועל הארקטי הבלתי קשור והפרמיגן (ציפור קוטבית) עוברים שינויים בצבע עונתי. לשועל הארקטי והפסגת השחי יש שונות גנים המאפשרת להם לפתח צבע בהיר יותר בחורף כדי להשתלב עם השלג ולהתחמק מטורפים רעבים, אך הדבר אינו מעיד על אב קדמון משותף.
9. קרינה אדפטיבית
הוואי היא שרשרת איים בה ניתן למצוא ציפורים ובעלי חיים מרהיבים רבים שלפי הערכות מקורם במזרח אסיה או בצפון אמריקה.
בערך 56 מינים שונים של מטפסי דבש בהוואי התפתחו מזן אחד או שניים בלבד, שהתיישבו אז במיקרו אקלים שונה באי בתהליך שנקרא קרינה אדפטיבית. וריאציות בקרב מטפחי דבש בהוואי מראים רבים מאותם סוג של עיבודים מקוריים כמו הפינקים של דארווין.
10. סטייה בין מינים לאחר הפנגאה
לפני מיליוני שנים יבשות כדור הארץ היו קרובות זו לזו ויצרו יבשת-על בשם Pangea. ניתן למצוא אורגניזמים דומים בכל רחבי העולם. לוחות הסטה של קרום כדור הארץ גרמו לפנגאה להתפרק.
החי והצומח התפתחו אחרת. הצמחים, בעלי החיים והפטריות מהסביבה המקורית התפתחו באופן שונה ביבשות שזה עתה נוצרו. שושלות קדמוניות התפתחו לשושלות חדשות לאחר הפנגאה כאורגניזמים המותאמים לשינויים גיאוגרפיים.
11. הוכחת DNA
כל האורגניזמים החיים מורכבים מתאים הגדלים, מטבוליזם ומתרבים על פי הקוד הגנטי שלהם. הכחול הייחודי של אורגניזם שלם נמצא בחומצה הדוקסיריבונוקלאית הגרעינית של התא. בחינת רצפי ה- DNA של חומצות אמינו וריאנטים גנים של בעלי חיים, צמחים ופטריות נותנת רמזים לשושלת אבות ואב קדמון משותף.
ערכות DNA יכולות לחשוף שושלות ולזהות קרובי משפחה שאבדו מזמן על סמך השוואה של חומר גנטי בדגימות שהוגשו לרוק או ספלי לחיים. שונות גנטית באוכלוסייה טבעית היא תוצאה של התרחקות גנים תקינה בהתרבות מינית ומוטציות אקראיות במהלך חלוקת תאים. טעויות לא מתוקנות עלולות לגרום לבעיות כמו יותר מדי או מעט מדי כרומוזומים, וכתוצאה מכך להפרעות גנטיות.
לעתים קרובות יותר, מוטציות אינן השלכות ואינן משפיעות על ויסות הגנים או על סינתזת חלבון. לעיתים, מוטציה עשויה להתברר כהסתגלות יתרון.
לראות זה להאמין
ההיסטוריה האבולוציונית של אורגניזמים חיים, כולל מקורות אנושיים, מתוארכת למיליוני שנים. עם זאת, אתה יכול למצוא עדויות להתפתחות מהירה ומהירה של מינים שונים. לדוגמא, חיידקים מתרבים במהירות ומתפתחים כגנים עמידים לאנטיביוטיקה.
חרקים המסוגלים להתנגד יותר לחומרי הדברה שורדים ומתרבים בקצב גבוה יותר.
דוגמאות לבחירה טבעית ניתנות לזיהוי בזמן אמת. לדוגמה, עכברי שדה בהירים נקראים בקלות בשדה תירס ונאכלים על ידי טורפים. עכברים אפורים חומים מסוגלים יותר להשתלב בסביבתם. צביעה מוסווה משפרת את ההישרדות וההתרבות.
יישומים מסחריים של תורת דארווינס
לתיאוריה האבולוציונית יש יישומים שימושיים בחקלאות. עוד לפני שהתגלו גנים ומולקולות DNA, השתמשו החקלאים בגידול סלקטיבי כדי לשפר את הגידולים או עדר בעלי חיים. בתהליך הבחירה המלאכותית, נחצו צמחים, בעלי חיים ופטריות בעלי איכויות מעולות כדי לשפר את האוכלוסייה הכוללת וליצור כלאיים אידיאליים.
עם זאת, לעיתים קרובות יש בהכלאות מעט שונות, המאיימת על הישרדות המינים אם תנאי הסביבה משתנים או שביתת המחלה.