תוֹכֶן
- ביולוגיה אבולוציונית
- הגדרת האבולוציה
- תהליכי מיקרו-התפתחות לעומת תהליכי מקרו
- מוטציות יצירת גנים חדשים
- בחירה טבעית לעומת מלאכותית
- סחף גנטי וזרימת גנים
- כמה דוגמאות מיקרו-אבולוציה
צ'רלס דארווין היה בריאה ואיש טבעי וגיאולוג מיומן. במהלך הפלגה בים בשנות ה -30 של המאה ה -19, התצפיות של דארווין על חיי בעלי חיים וצמחים בקרב איי גלפגוס הובילו אותו לפתח את תורת האבולוציה שלו. הוא אחז ברעיון במשך 20 שנה מבלי לפרסם אותו, עד שאלפרד ראסל וואלאס, שהעלה עם אותם רעיונות באופן עצמאי, שכנע אותו לשתף אותו עם העולם.
הם הציגו את הממצאים שלהם בפני הקהילה המדעית יחד, אך ספרו של דארווין בנושא מכר הרבה יותר טוב. הוא זוכר הרבה יותר טוב עד היום, בעוד וואלאס בעיקר נשכח מהציבור הרחב.
ביולוגיה אבולוציונית
צ'רלס דארווין ואלפרד ראסל וואלאס הציגו לעולם את התיאוריות שלהם לגבי האבולוציה באמצע שנות ה -18. ברירה טבעית הוא המנגנון העיקרי המניע את האבולוציה, ואפשר לחלק את האבולוציה לשני תת-סוגים:
שני סוגים אלה הם קצוות שונים של אותו ספקטרום. שניהם מתארים את השינוי הגנטי המתמיד שמתרחש במינים חיים כתגובה לסביבה אך בדרכים שונות בהרבה.
התפתחות מקרו מעסיק את עצמו עם שינויים גדולים באוכלוסייה לאורך תקופות זמן ארוכות מאוד, כמו מין המתחלק לשני מינים נפרדים. מיקרו-התפתחות מתייחס לתהליך אבולוציוני בקנה מידה קטן, שבאמצעותו משתנה מאגר הגנים של אוכלוסייה לאורך תקופה קצרה, בדרך כלל כתוצאה מסלקציה טבעית.
הגדרת האבולוציה
אבולוציה הוא השינוי ההדרגתי של מין לאורך זמן רב. דארווין עצמו לא השתמש במונח אבולוציה אלא במקום זאת השתמש בביטוי "מוצא עם שינוייםבספרו משנת 1859 שהכיר לעולם את מושג האבולוציה, "על מוצא של מינים על ידי אמצעים לבחירה טבעית."
ברירה טבעית פועל על אוכלוסייה שלמה של מין בבת אחת ולוקח דורות רבים, לאורך אלפים או מיליוני שנים רבות.
הרעיון היה שמוטציות גנים מועדפות על ידי סביבת מינים; במילים אחרות, הם עוזרים לצאצאים שברשותם לעשות עבודה טובה יותר של הישרדות והתרבות. אלה עוברים בתדירות הולכת וגוברת עד שהצאצא עם הגן המוטציה כבר אינם מאותו המין כמו האדם המקורי עם המוטציה.
תהליכי מיקרו-התפתחות לעומת תהליכי מקרו
התפתחות מיקרו והתפתחות מקרו הן שתי צורות של אבולוציה. שניהם מונעים על ידי אותם מנגנונים. בנוסף לבחירה טבעית, מנגנונים אלה כוללים:
התפתחות מיקרו מתייחסת לשינויים אבולוציוניים בתוך מין (או אוכלוסייה יחידה במין) לאורך זמן קצר יחסית. השינויים משפיעים לרוב רק על תכונה יחידה באוכלוסייה, או על קבוצה קטנה של גנים.
התפתחות מקרו מתרחשת לאורך פרקי זמן ארוכים מאוד, לאורך דורות רבים. התפתחות מקרו מתייחסת להתפלגות של מין לשני מינים או להיווצרות קבוצות סיווג טקסונומיות חדשות.
מוטציות יצירת גנים חדשים
התפתחות מיקרו מתרחשת כאשר מתרחש שינוי בגן או בגנים השולטים בתכונה יחידה באורגניזם אינדיבידואלי. שינוי זה הוא בדרך כלל מוטציה, כלומר מדובר בשינוי אקראי שקורה ללא סיבה מיוחדת. ה מוטציה לא מספק שום יתרון עד שהוא מועבר לצאצאים.
כאשר מוטציה זו אכן מעניקה לצאצאים יתרון בחיים, התוצאה היא שהצאצאים מסוגלים יותר לשאת צאצאים בריאים. לאותם צאצאים בדור הבא שיורשים את המוטציה של הגנים יהיה גם היתרון ויהיו יותר צאצאים בריאים, והתבנית תימשך.
בחירה טבעית לעומת מלאכותית
בחירה מלאכותית יש תוצאות דומות במידה ניכרת באוכלוסיית מינים לבחירה טבעית. למעשה, דרווין הכיר את השימוש בבחירה מלאכותית בחקלאות ובתעשיות אחרות, ומנגנון זה היווה השראה לתפיסתו לגבי תהליך אנלוגי שקורה בטבע.
שני התהליכים כוללים עיצוב של מין גנום באמצעות כוחות חיצוניים. איפה שההשפעה של הברירה הטבעית היא טבעי הסביבה ומעצבת תכונות המותאמות בצורה הטובה ביותר לשרוד ולהתרבות בהצלחה, הברירה המלאכותית הינה השפעה על ידי בני אדם על צמחים, בעלי חיים ואורגניזמים אחרים.
בני אדם השתמשו בסלקציה מלאכותית במשך אלפי שנים כדי לביות מינים של בעלי חיים שונים, החל מהזאב (שבעבר מבוית התפזר לכלב, מין נפרד) והמשיך בבעלי נטל ובעלי חיים אחרים שניתן להשתמש בהם לתחבורה. או אוכל.
בני האדם גידלו רק את בעלי החיים שהיו ברשותם התכונות הנחשקות ביותר למטרתם וחזרו על כך בכל דור. זה נמשך עד, למשל, סוסיהם היו צייתניים וחזקים, וכלביהם היו ידידותיים, שותפי ציד מיומנים והזהירו את בני האדם לאיומים קרובים.
בני אדם השתמשו גם בבחירה מלאכותית על צמחים, צמחים רב-גזעיים עד שהיו קשוחים יותר, קיבלו תשואות טובות יותר והחזיקו בתכונות רצויות אחרות שאולי לא יתאימו לאלה שהסביבה הטבעית הייתה מוליכה בהדרגה את הצמחים לעברם. בחירה מלאכותית נוטה להתרחש הרבה יותר מהר מאשר בחירה טבעית, אם כי לא תמיד זה המצב.
סחף גנטי וזרימת גנים
באוכלוסייה קטנה, בעיקר באזור גיאוגרפי בלתי נגיש כמו אי או עמק, מוטציה מועילה זו יכולה להשפיע במהירות יחסית על אוכלוסיית המינים. בקרוב הצאצאים עם היתרון יהיו רוב האוכלוסייה. השינויים המיקרו-אבולוציוניים נקראים סחף גנטי.
כאשר אוכלוסייה עם מספר מועט של פרטים נחשפת לאנשים חדשים המביאים חדשים אללים (מוטציות חדשות) למאגר הגנים, נקרא השינוי המהיר יחסית לאוכלוסייה זרימת גנים. על ידי הגדלת המגוון הגנטי של האוכלוסייה, יתכן שהמין עשוי להתפצל לשני מינים חדשים.
כמה דוגמאות מיקרו-אבולוציה
דוגמה להתפתחות מיקרו היא כל תכונה שמכניסה לאוכלוסייה קטנה לאורך תקופה קצרה יחסית, באמצעות סחף גנטי אקראי או הצגת אנשים חדשים עם התאמה גנטית חדשה לאוכלוסייה.
לדוגמה, יתכן שיש אלל המספק למין עופות מסוים שינוי בעיניו המאפשר לו חדות ראייה למרחקים ארוכים יותר מאשר בני גילו. כל הציפורים שיורשות את האלל הזה מסוגלים לאתר תולעים, פירות יער ומקורות מזון אחרים ממרחק רב יותר ומגבהים גדולים יותר מאשר הציפורים האחרות.
הם מוזנים טוב יותר ומסוגלים לעזוב את הקן לצוד ולבקר לפרקי זמן קצרים לפני שהם חוזרים לבטיחות מטורפים. הם שורדים כדי להתרבות לעתים קרובות יותר מאשר הציפורים האחרות; ה תדר האלל גדל באוכלוסייה, מה שמוביל לעופות נוספים מאותו מין עם ראייה חדה למרחקים ארוכים.
דוגמא נוספת היא עמידות לאנטיביוטיקה חיידקית. האנטיביוטיקה הורגת את כל תאי החיידק למעט אלו שאינם מגיבים להשפעותיו. אם חסינותו של החיידק הייתה א יורש תכונה, ואז התוצאה של הטיפול האנטיביוטי הייתה שהחסינות עברה לדור הבא של תאי חיידקים, וגם הם יהיו עמידים לאנטיביוטיקה.