4 DŮKAZY VÝVOJE ŽIVÝCH BYTOSTÍ - BIOLOGIE - 2025

Důkaz pro evoluci sestává ze série testů pro potvrzení procesu změn v průběhu času v biologických populací. Tento důkaz pochází z různých oborů, od molekulární biologie po geologii.

Skrz historii biologie, byla vytvořena řada teorií, které se snažily vysvětlit původ druhů. Prvním z nich je teorie fixistů, kterou vymyslela řada myslitelů a která pocházejí z doby Aristotela. Podle tohoto souboru myšlenek byly druhy vytvořeny nezávisle a od počátku jejich tvorby se nezměnily.

Zdroj: pixabay.com

Následně byla vyvinuta transformační teorie, která, jak napovídá její název, naznačuje transformaci druhů v průběhu času. Podle transformistů, i když druhy byly vytvořeny v samostatných událostech, časem se změnily.

Nakonec máme evoluční teorii, která kromě toho, že se v průběhu času mění druh, považuje za společný původ.

Tyto dva postuláty byly organizovány britským přírodovědcem Charlesem Darwinem a dospěly k závěru, že živé bytosti pocházejí od předků velmi odlišných od nich a jsou spolu spojeni společnými předky.

Před Darwinovým časem byla používána hlavně teorie fixistů. V této souvislosti byly adaptace zvířat koncipovány jako výtvory božské mysli pro konkrétní účel. Ptáci tak měli létat křídla a krtci měli nohy kopat.

S příchodem Darwina jsou všechny tyto myšlenky vyřazeny a vývoj začíná dávat smysl biologii. Dále vysvětlíme hlavní důkazy, které podporují vývoj a pomáhají vyloučit fixitu a transformismus.

Fosilní záznam a paleontologie

Co je fosilie?

Termín fosilie pochází z latinských fosilií, což znamená „z jámy“ nebo „ze Země“. Tyto cenné fragmenty představují pro vědeckou komunitu doslova cenný „pohled do minulosti“.

Fosílie mohou být pozůstatky zvířat nebo rostlin (nebo jiného živého organismu) nebo nějaké stopy nebo značky, které jednotlivec zanechal na povrchu. Typickým příkladem fosílie jsou tvrdé části zvířete, jako je skořápka nebo kosti, které byly geologickými procesy přeměněny na skálu.

V registru jsou také nalezeny „stopy“ organismů, jako jsou nory nebo stopy.

Ve starověku byly fosílie považovány za velmi zvláštní druh horniny, která byla tvarována silami prostředí, ať už je to voda nebo vítr, a spontánně připomínala živou bytost.

Rychlým objevem obrovského počtu fosilií se ukázalo, že se nejedná pouze o skály, a fosílie se považovaly za pozůstatky organismů, které žily před milióny let.

První fosílie představují slavnou „faunu Ediacary“. Tyto fosílie pocházejí z doby před asi 600 miliony let.

Většina fosilií však pochází z období kambria, zhruba před 550 miliony let. Organizmy tohoto období jsou ve skutečnosti charakterizovány zejména obrovskou morfologickou inovací (například obrovský počet fosilií nalezených v burguské břidlicové).

Proč jsou fosílie důkazem evoluce?

Je rozumné, že fosilní záznam - obrovský karavan různých tvarů, které již dnes nepozorujeme a že některé jsou velmi podobné moderním druhům - je v rozporu s teorií fixistů.

I když je pravda, že záznam je neúplný, existují některé velmi zvláštní případy, kdy najdeme přechodné formy (nebo mezistupně) mezi jednou a druhou formou.

Příkladem neuvěřitelně konzervovaných forem v záznamu je vývoj kytovců. Existuje řada fosilií, které ukazují postupnou změnu, kterou tato linie v průběhu času prošla, počínaje čtyřnohým suchozemským zvířetem a konče obrovským druhem, který obývá oceány.

V Egyptě a Pákistánu byly nalezeny fosílie ukazující neuvěřitelnou přeměnu velryb.

Dalším příkladem, který představuje vývoj moderního taxonu, je fosilní záznam skupin, které pocházejí z dnešních koní, od organismu o velikosti psů a se zuby pro procházení.

Podobně máme velmi specifické fosílie zástupců, kteří mohli být předci tetrapodů, jako je Ichthyostega - jeden z prvních známých obojživelníků.

Homologie: důkaz společného původu

Co je to homologie?

Homologie je klíčovým pojmem v evoluci a biologických vědách. Termín byl vytvořen zoologem Richard Owen, a on definoval to takto: “stejný orgán v různých zvířatech, v nějaké formě a funkci.”

Pro Owena byla podobnost mezi strukturami nebo morfologiemi organismů způsobena pouze skutečností, že odpovídaly stejnému plánu nebo „arotypu“.

Tato definice však byla před dobou darwinovskou, proto se tento termín používá čistě popisným způsobem. Později, s integrací darwinovských myšlenek, termín homologie nabývá nové vysvětlující nuance a příčinou tohoto jevu je kontinuita informací.

Homologii nelze snadno diagnostikovat. Existují však určité důkazy, které výzkumníkovi říkají, že čelí případu homologie. Prvním je rozpoznat, zda existuje korelace týkající se prostorové polohy struktur.

Například v horních končetinách tetrapodů je vztah kostí mezi jedinci skupiny stejný. Najdeme humerus, následovaný poloměrem a ulnou. Ačkoli struktura může být upravena, pořadí je stejné.

Jsou všechny podobnosti homologní?

V přírodě nelze všechny podobnosti mezi dvěma strukturami nebo procesy považovat za homologní. Existují další jevy, které vedou ke dvěma organismům, které nejsou vzájemně propojeny, pokud jde o jejich morfologii. Jedná se o evoluční konvergenci, paralelismus a obrácení.

Klasickým příkladem evoluční konvergence je oko obratlovců a oko hlavonožců. Ačkoli obě struktury plní stejnou funkci, nemají společný původ (společný předchůdce těchto dvou skupin neměl strukturu podobnou okům).

Rozlišení mezi homologními a analogickými znaky je tedy zásadní pro navázání vztahů mezi skupinami organismů, protože k fylogenetickým závěrům lze použít pouze homologní charakteristiky.

Proč jsou homologie důkazem evoluce?

Homologie jsou důkazem společného původu druhů. Vrátíme-li se k příkladu quiridia (člen tvořený jedinou kostí v paži, dvěma v předloktí a phalangy) v tetrapodech, není důvod, proč by měl netopýr a velryba sdílet vzor.

Tento argument použil sám Darwin v The Original of Drues (1859), aby vyvrátil myšlenku, že druhy byly navrženy. Žádný designér - bez ohledu na to, jak nezkušení - by nepoužil stejný model na létající organismus a vodní.

Z tohoto důvodu můžeme dojít k závěru, že homologie jsou důkazem společného původu a jediným věrohodným vysvětlením, které existuje pro interpretaci kviridia v mořském organismu a v jiném létajícím, je to, že se oba vyvinuly z organismu, který již měl tuto strukturu.

Co jsou to molekulární homologie?

Dosud jsme zmínili pouze morfologické homologie. Homologie na molekulární úrovni však také slouží jako důkaz evoluce.

Nejviditelnější molekulární homologie je existence genetického kódu. Všechny informace potřebné k vytvoření organismu se nacházejí v DNA. Tím se stává molekula RNA messenger, která je nakonec převedena na proteiny.

Informace je ve třímístném kódu nebo kodonech, nazývaných genetický kód. Kód je univerzální pro živé bytosti, ačkoli existuje jev nazývaný zkreslení používání kodonů, kde určité druhy častěji používají určité kodony.

Jak lze ověřit, že genetický kód je univerzální? Pokud izolujeme mitochondriální RNA, která syntetizuje homoglobinový protein z králíka, a zavedeme jej do bakterie, prokaryotická aparatura je schopna tuto zprávu dekódovat, i když přirozeně hemoglobin neprodukuje.

Jiné molekulární homologie jsou reprezentovány enormním počtem metabolických drah, které existují v různých liniích, které se časem značně oddělují. Například rozklad glukózy (glykolýza) je přítomen prakticky ve všech organismech.

Co nás molekulární homologie učí?

Nejlogičtějším vysvětlením, proč je kód univerzální, je historická nehoda. Stejně jako jazyk v lidské populaci je genetický kód libovolný.

Neexistuje žádný důvod, proč by se termín „tabulka“ měl používat k označení fyzického objektu tabulky. Totéž platí pro jakýkoli termín (dům, židle, počítač atd.).

Z tohoto důvodu, když vidíme, že člověk používá určité slovo k označení předmětu, je to proto, že se to naučil od jiné osoby - od svého otce nebo matky. A to se zase dozvědělo od ostatních lidí. To znamená, že to znamená společného předka.

Podobně neexistuje žádný důvod pro to, aby byl valin kódován řadou kodonů, které jsou spojeny s touto aminokyselinou.

Jakmile byl zaveden jazyk pro dvacet aminokyselin, uvízl. Možná z energetických důvodů, protože jakákoli odchylka od kódu by mohla mít škodlivé důsledky.

Umělý výběr

Umělý výběr je testem provádění procesu přirozeného výběru. Ve skutečnosti byla v Darwinově teorii zásadní změna v domácím postavení a tomuto jevu je věnována první kapitola o původu druhů.

Nejznámějšími případy umělého výběru jsou domácí holub a psi. Tento funkční proces lidskou činností, který selektivně vybere určité varianty z populace. Lidské společnosti tak produkují odrůdy hospodářských zvířat a rostlin, které dnes vidíme.

Například charakteristiky, jako je velikost krávy, lze rychle změnit, aby se zvýšila produkce masa, mezi jiným počet vajec kladených slepicemi a produkce mléka.

Protože tento proces probíhá rychle, můžeme vidět účinek výběru v krátkém časovém období.

Přirozený výběr v přirozených populacích

I když je evoluce považována za proces, který trvá tisíce nebo v některých případech dokonce miliony let, u některých druhů můžeme pozorovat evoluční proces v akci.

Odolnost proti antibiotikům

Případem lékařského významu je vývoj rezistence na antibiotika. Nadměrné a nezodpovědné používání antibiotik vedlo ke zvýšení rezistentních variant.

Například ve 40. letech 20. století mohly být všechny varianty stafylokoků eliminovány aplikací antibiotika penicilinu, které inhibuje syntézu buněčné stěny.

Dnes je téměř 95% kmenů Staphylococcus aureus rezistentních na toto antibiotikum a další, jejichž struktura je podobná.

Stejný koncept se vztahuje na vývoj odolnosti škůdců vůči působení pesticidů.

Můra a průmyslová revoluce

Dalším velmi populárním příkladem v evoluční biologii je můra Biston betularia nebo bříza motýl. Tato můra je polymorfní co do zbarvení. Lidský účinek průmyslové revoluce způsobil rychlou změnu v alelách frekvence populace.

Dříve byla převládající barva v molech světlá. S příchodem revoluce dosáhlo znečištění ohromně vysoké úrovně a ztmavlo kůru březových stromů.

S touto změnou začaly můstky s tmavšími barvami v populaci zvyšovat frekvenci, protože z důvodu kamufláže byli méně ptáci - jejich hlavní predátoři.

Lidské aktivity výrazně ovlivnily výběr mnoha dalších druhů.

Reference

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologie: věda a příroda. Pearsonovo vzdělávání.
2. Darwin, C. (1859). O původu druhů pomocí přirozeného výběru. Murray.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evoluční analýza. Prentice Hall.
4. Futuyma, DJ (2005). Vývoj. Sinauer.
5. Soler, M. (2002). Evoluce: základ biologie. Jižní projekt.